Uniform Pore Size Fuel Cell Gas Diffusion Layer Titanium Sintered Fiber Felt

تفاصيل المنتج

يُعد تطوير خلايا الوقود، لا سيما تلك التي تستخدم الهيدروجين كمصدر للطاقة النظيفة، محوراً رئيسياً في السعي نحو توليد طاقة مستدام وفعال. وتُعد "طبقة انتشار الغاز" (GDL) مكوناً جوهرياً في هذه الخلايا، إذ تؤدي دوراً حاسماً في إدارة الغازات المتفاعلة وتصريف المياه الناتجة عن التفاعل. وفي هذا السياق، تبرز "لبادة ألياف التيتانيوم الملبدة ذات المسام متساوية الحجم" كخامة متخصصة، صُممت هندسياً لتلبية المتطلبات الصارمة لتكنولوجيا خلايا الوقود.

ويقع GDL بين الكهروود (حيث تحدث ردود الفعل الكهروكيميائية) وطبق التدفق الميداني (الذي يوجه الغازات المتفاعلة). وتشمل مهامها الرئيسية ما يلي:

1. مسار موصل للإلكترونات. يجب أن تُسهّل طبقة نشر الغاز (GDL) انتقال الإلكترونات من القطب الكهربائي إلى الدائرة الخارجية وبالعكس.

2. انتشار الغاز. يضمن هذا توزيعاً متساوياً للغازات المتفاعلة (الهيدروجين والأكسجين) عبر سطح القطب الكهربائي، مما يؤدي إلى تعظيم كفاءة التفاعل الكهروكيميائي.

3. إدارة المياه. تساعد طبقة نشر الغاز (GDL) في إزالة المياه الناتجة عن سطح القطب الكهربائي، وذلك لمنع حدوث الغمر (تراكم الماء الزائد) والحفاظ على أداء الخلية.

4 - الإدارة الحرارية. وهو يساعد على تبديد الحرارة التي تولدت أثناء العملية، ويمنع التسخين المفرط ويحافظ على درجة حرارة تشغيل مستقرة.

5. الدعم الميكانيكي. يوفر GDL دعماً هيكلياً للقطب الكهربائي، مما يضمن اتصالاً جيداً بالغشاء ولوحة تدفق الحقل.

Uniform Pore Size Titanium Sintered Fiber Felt is particularly well-suited for use as a GDL due to its unique characteristics:

1. المسامية المنتظمة. صُممت المادة اللبادية بحيث تمتلك أحجام مسام متسقة، وهو أمر بالغ الأهمية لتحقيق انتشار منتظم للغاز وإدارة فعالة للمياه. يضمن هذا التجانس توزيع المواد المتفاعلة والنواتج بشكل متساوٍ عبر القطب الكهربائي، مما يعزز كفاءة الخلية ويقلل من احتمالية ظهور بقع ساخنة أو مناطق ميتة.

2. المسامية العالية. تتيح المسامية العالية للبِنية الليفية المصنوعة من التيتانيوم نفاذية ممتازة للغازات، مما يضمن وصول الغازات المتفاعلة إلى سطح القطب بأقل قدر من المقاومة. كما يسهل ذلك أيضاً الإزالة الفعالة لبخار الماء الناتج عن التفاعل.

3. الموصلية الكهربائية الجيدة. على الرغم من أن التيتانيوم في حد ذاته ليس بفعالية المعادن التقليدية -مثل النحاس أو الفضة- من حيث التوصيل الكهربائي، إلا أن البنية الليفية الملبدة (sintered fiber structure) لهذا النوع من الألياف توفر شبكة من الألياف المترابطة التي تضمن توصيلاً كهربائياً كافياً. وفي بعض الحالات، قد تُطلى ألياف التيتانيوم بطبقة رقيقة من مادة ذات موصلية أعلى لتعزيز هذه الخاصية.

4. Corrosion Resistance. Titanium is known for its excellent corrosion resistance, making it suitable for use in the harsh chemical environment of a PEM fuel cell. This means the GDL can maintain its performance over extended periods without degradation.

5 - درجة الحرارة العالية ويعطي هيكل الألياف المتقطعة الاستقرار الحراري الحساس، مما يسمح له بمقاومة درجات حرارة تشغيل خلايا الوقود دون فقدان سلامته الهيكلية أو إباحته.

6. المتانة الميكانيكية. يتميز اللباد بالقوة والمرونة، وهو قادر على تحمل قوى الضغط التي تُطبق أثناء تجميع حزمة خلايا الوقود. ويضمن ذلك احتفاظ طبقة نشر الغاز (GDL) بتلامس جيد مع القطب الكهربائي وصفيحة مجال التدفق طوال العمر التشغيلي للخلية.

7. التوافق مع المواد الأخرى. القطن التيتانيوم متوافق مع المواد الأخرى المستخدمة في خلايا الوقود، مثل غشاء الإلكتروليت البوليمر والطبقات الحفازة. هذا التوافق ضروري لتجنب التفاعلات الكيميائية التي قد تؤدي إلى تدهور المواد أو فقدان الأداء.

من حيث التطبيقات، يُستخدم شعر الفيل لطبقة انتشار الغاز في خلايا الوقود بحجم مسام موحد مصنوع من التيتانيوم المسحوق على نطاق واسع في أنواع مختلفة من خلايا الوقود، بما في ذلك خلايا وقود غشاء تبادل البروتون (PEMFC)، وخلايا وقود حمض الفوسفوريك (PAFC)، وخلايا وقود الأكسيد الصلب (SOFC). تجعل خصائص انتشار الغاز المتميزة، والمتانة، والاستقرار الكيميائي مثاليًا للاستخدام في هذه التطبيقات.