موحدة مسام الحجم من خلايا الوقود انتشار غاز طبقة التيتانيوم ألياف الملبدة

تفاصيل المنتج

كان تطوير خلايا الوقود ، وخاصة تلك التي تستخدم الهيدروجين كمصدر للطاقة النظيفة ، نقطة محورية في السعي لتحقيق توليد الطاقة المستدام والفعال. أحد المكونات الرئيسية في خلايا الوقود هذه هو طبقة نشر الغاز (GDL) ، والتي تلعب دورًا مهمًا في إدارة الغازات المتفاعلة وإزالة مياه المنتج. تعتبر طبقة غاز خلايا الوقود الموحدة للطبقة التي تيتانيوم أن الألياف الملبدة هي مادة متخصصة تم تصميمها لتلبية المتطلبات الصعبة لتكنولوجيا خلايا الوقود.

يقع GDL بين القطب (حيث تحدث التفاعلات الكهروكيميائية) ولوحة حقل التدفق (التي توجه الغازات المتفاعلة). وتشمل وظائفها الأساسية:

1. مسار موصل للإلكترونات. يجب أن تسهل GDL نقل الإلكترونات من القطب إلى الدائرة الخارجية والعكس بالعكس.

2. انتشار الغاز. إنه يضمن توزيع الغازات المتفاعلة (الهيدروجين والأكسجين) عبر سطح القطب ، مما يزيد من كفاءة التفاعل الكهروكيميائي.

3. إدارة المياه. يساعد GDL في إزالة مياه المنتج من سطح القطب لمنع الفيضانات والحفاظ على أداء الخلية.

4. الإدارة الحرارية. يساعد في تبديد الحرارة المتولدة أثناء التشغيل ، ومنع ارتفاع درجة الحرارة والحفاظ على درجة حرارة تشغيل مستقرة.

5. الدعم الميكانيكي. يوفر GDL الدعم الهيكلي للقطب ، مما يضمن اتصال جيد مع الغشاء ولوحة حقل التدفق.

شعر الألياف الملبدة بالمسام الموحد للمسام مناسبة بشكل خاص للاستخدام كـ GDL بسبب خصائصه الفريدة:

1. مسامية موحدة. تم تصميم Felted للحصول على حجم مسام ثابت ، وهو أمر بالغ الأهمية لتحقيق انتشار غاز موحد وإدارة المياه الفعالة. يضمن هذا التوحيد توزيع المواد المتفاعلة والمنتجات بالتساوي عبر القطب ، مما يعزز كفاءة الخلية وتقليل خطر النقاط الساخنة أو المناطق الميتة.

2. المسامية العالية. تتيح المسامية العالية لألياف التيتانيوم أن تسمح بنفاذية الغاز الممتازة ، مما يضمن أن الغازات المتفاعلة يمكن أن تصل إلى سطح القطب بأقل قدر من المقاومة. هذا يسهل أيضًا إزالة كفاءة بخار المياه.

3. الموصلية الكهربائية الجيدة. في حين أن التيتانيوم نفسه ليس موصلاً مثل المعادن التقليدية مثل النحاس أو الفضة ، فإن بنية الألياف الملبدة للمحسّمة توفر شبكة من الألياف المترابطة التي تضمن الموصلية الكهربائية الكافية. في بعض الحالات ، قد يتم طلاء التيتانيوم بطبقة رقيقة من مادة أكثر توصيلًا لتعزيز هذه الخاصية.

4. مقاومة التآكل. تُعرف التيتانيوم بمقاومة التآكل الممتازة ، مما يجعلها مناسبة للاستخدام في البيئة الكيميائية القاسية لخلية الوقود PEM. هذا يعني أن GDL يمكن أن تحافظ على أدائها على مدار الفترات الممتدة دون تدهور.

5. ثبات درجة الحرارة العالية. يمنح بنية الألياف الملبدة الاستقرار الحراري الجيد ، مما يسمح له بتحمل درجات حرارة تشغيل خلايا الوقود دون فقدان سلامتها الهيكلية أو المسامية.

6. المتانة الميكانيكية. The Felt قوي ومرن ، قادر على تحمل قوى الضغط المطبقة أثناء تجميع كومة خلية الوقود. هذا يضمن أن GDL يحافظ على اتصال جيد مع لوحة الحقل القطب والتدفق طوال عمر الخلية.

7. التوافق مع مواد أخرى. شعرت التيتانيوم متوافق مع المواد الأخرى المستخدمة في خلايا الوقود ، مثل غشاء البوليمر الكهربائي وطبقات المحفز. هذا التوافق ضروري لتجنب التفاعلات الكيميائية التي يمكن أن تؤدي إلى تدهور المواد أو فقدان الأداء.

فيما يتعلق بالتطبيقات ، تستخدم طبقة انتشار غاز خلايا الوقود الموحدة ذات المسام الموحد على نطاق واسع في أنواع مختلفة من خلايا الوقود ، بما في ذلك خلايا وقود غشاء البروتون (PEMFC) ، وخلايا وقود حمض الفوسفوريك (PAFC) ، وخلايا وقود أكسيد الصلبة (SOFC). إن خصائص انتشار الغاز الفائقة ، والمتانة ، والاستقرار الكيميائي تجعلها خيارًا مثاليًا لهذه التطبيقات.