Mga Uri at Mga Paraan ng Paghahanda ng Mga Layer ng Pagsabog ng Gas Para sa Mga Hydrogen Fuel Cells

A Fuel Cellay isang kemikal na aparato na direktang nagko -convert ng enerhiya ng kemikal ng gasolina sa elektrikal na enerhiya, na kilala rin bilang isang electrochemical generator. Ito ang ika -apat na teknolohiya ng henerasyon ng kuryente pagkatapos ng hydropower, thermal power at atomic power.

Dahil angFuel CellNag -convert ng Gibbs libreng enerhiya na bahagi ng enerhiya ng kemikal ng gasolina sa elektrikal na enerhiya sa pamamagitan ng mga reaksyon ng electrochemical, hindi ito limitado sa pamamagitan ng epekto ng carnot cycle, kaya ito ay lubos na mahusay; Bilang karagdagan, ang fuel cell ay gumagamit ng gasolina at oxygen bilang mga hilaw na materyales; Kasabay nito walang mga bahagi ng paghahatid ng mekanikal, kaya walang polusyon sa ingay at kakaunti ang mga nakakapinsalang gas na inilabas.

Makikita na mula sa pananaw ng pag -iingat ng enerhiya at proteksyon sa kapaligiran ng ekolohiya,Mga cell ng gasolinaay isang pangako na teknolohiya ng henerasyon ng kapangyarihan.

1:Fuel Cell Gdlmga pag -andar at kinakailangan

1: Fuel Cell GDL function

Gdlay isa sa mga mahahalagang sangkap ng mga cell ng gasolina. Ang mga pangunahing pag -andar nito ay:

  ▪ Catalyst Carrier

  ▪ Suportahan ang istraktura ng motor

  ▪ Pag -uugali

  ▪ Ang papel ng pantay na pagsasabog ng gas

  ▪ Ang transportasyon ng layer ng layer ng layer

2:Fuel Cell Gdlmga kinakailangan

  ▪ Ang pantay na porous na istraktura, mahusay na paghinga

  ▪ Mababang resistivity at malakas na kondaktibiti ng elektron

  ▪ Ang istraktura ay compact at ang ibabaw ay flat, na binabawasan ang paglaban ng contact at nagpapabuti sa pagganap ng conductive.

  ▪ Mayroon itong tiyak na lakas ng mekanikal, naaangkop na katigasan at kakayahang umangkop, na naaayon sa paggawa ng mga electrodes at nagbibigay ng katatagan ng istraktura ng elektrod sa ilalim ng pangmatagalang mga kondisyon ng operating.

  ▪ Ang naaangkop na balanse ng hydrophilic/hydrophobic upang maiwasan ang labis na kahalumigmigan mula sa pagharang ng mga pores at magdulot ng pagbaba ng pagkamatagusin ng gas

  ▪ May mahusay na katatagan ng kemikal at katatagan ng thermal.

3:Fuel CellMga Tampok ng Gdl

Batay sa mga kinakailangan sa itaas para sa mga layer ng pagsasabog ng gas, pagkatapos ng mga taon ng pananaliksik at pag -unlad, ang mga materyales sa layer ng pagsasabog ng gas na kasalukuyang ginagamit sa mga cell ng gasolina ay mga materyales na carbon.

  ▪ Mga Bentahe ng Mga Materyales ng Carbon: Mayroon itong parehong mataas na kondaktibiti at malakas na pagtutol sa koryenteng elektrikal, at may mababang gastos, na kung saan ay isang kalamangan na wala sa ibang mga materyales.

  ▪ Mga Kakulangan ng Mga Materyales ng Carbon: Ang mga materyales sa carbon ay malutong sa kalikasan, na hindi kaaya -aya sa paghubog at pagproseso, at mahirap ding kontrolin ang kanilang microstructure.

Samakatuwid, ang pag -aaral ng paggamit ng mga materyales sa carbon upang maghanda ng mga layer ng pagsasabog ng gas na may mahusay na pagganap ay naging pokus ng pananaliksik.

Mga Uri at Mga Paraan ng Paghahanda ng Mga Materyales ng GDL - Carbon Paper

Ang papel na carbon ay magaan sa timbang, may isang patag na ibabaw, ay lumalaban sa kaagnasan, may pantay na mga pores at may mataas na lakas. Ang kapal nito ay maaaring nababagay ayon sa mga kinakailangan sa paggamit, na ginagawang angkop para sa matibay na mga cell ng gasolina.

Kapag naghahanda ng papel na carbon, bilang karagdagan sa mga hakbang ng paghahanda ng mga hilaw na materyales, pulping, impregnation, at paggamot, ang carbonization at graphitization ay kinakailangan din.

Mga Uri at Mga Paraan ng Paghahanda ng Mga Materyales ng GDL - Carbon Fiber Woven Cloth

Ang carbon fiber na pinagtagpi ng tela ay malulutas ang problema sa brittleness ng carbon paper. Gayunpaman, ang carbon fiber na pinagtagpi na tela ay madaling lumalawak at mga kontrata sa direksyon ng eroplano, na nagreresulta sa malaking pagpapapangit, na nagdudulot ng mga paghihirap sa paghahanda ng mga electrodes.

Ang ibabaw ng flat ng carbon fiber tirintas ay mahirap at ang katalista ay hindi pantay na nakakabit, na nakakaapekto sa katatagan ng cell ng gasolina.

Mga Uri at Pamamaraan sa Paghahanda ng Mga Materyales ng GDL - Mga Non -Woven Tela

Ang mga katangian ng mga hindi pinagtagpi na tela ay wala silang mga warp at weft thread, at magaan ang timbang, na naaayon sa paghubog, na bumubuo para sa brittleness ng carbon fiber paper at ang madaling pagpapapangit ng carbon fiber na pinagtagpi ng tela. Ang porosity ay maaaring kontrolin mula sa hilaw na yugto ng materyal kung kinakailangan.

Gayunpaman, ang proseso nito ay kumplikado din, ang lakas at tibay nito ay mahirap, at madaling i -crack sa tamang mga anggulo, na ginagawang mahirap matugunan ang mga kinakailangan ng tibay ng mga cell ng gasolina.

Mga Uri at Mga Paraan ng Paghahanda ng Mga Materyales ng GDL - Carbon Black Paper

Ang carbon black paper ay isang flat diffusion layer material na ginawa ng mainit na pagpindot sa proseso ng paghubog pagkatapos ng pantay na pagpapakalat ng carbon powder at binder. Ang carbon powder ay karaniwang isinaaktibo ang carbon, carbon black, acetylene black, grapayt powder, o isang halo nito. Ang binder ay polyvinylidene fluoride o polytetrafluoroethylene, atbp.

Dahil ang carbon black paper ay isang malutong na materyal, mahirap maging isang mainam na materyal na GDL.

Tatlo: Characterization at pagsubok ngGdlmga pag -aari

Sa GDL, ang paglipat ng mga gas gas, ang paglipat ng mga produkto ng reaksyon at ang paghahatid ng mga electron ay pangunahing isinasagawa. Samakatuwid, ang pagsusuri sa mga katangian ng GDL ay pangunahing sinusuri ang mga kakayahan sa paghahatid ng tatlong aspeto na ito. Sa kasalukuyan, ang ilang mga pisikal na paraan ay naitatag upang makilala ang mga katangian ng GDL, higit sa lahat kasama ang mga katangian ng transportasyon ng likido, kondaktibiti, istraktura ng butas, at hydrophilic at hydrophobic na katangian ng GDL.

1: Mga katangian ng paghahatid ng likido

Ang mga likido sa GDL ay pangunahing mga gas gas, singaw ng tubig at likidong tubig. Ang pangunahing mode ng paglipat ng gas sa layer ng pagsasabog ay pagsasabog, na kasama rin ang bahagyang convective mass transfer. Ang likidong pagkamatagusin ay maaaring magamit upang makilala ang paglaban ng daloy ng likido. Maglagay ng isang tiyak na likido sa porous na ibabaw ng GDL at mag -apply ng isang tiyak na presyon upang gawin ang likidong daloy sa pamamagitan ng GDL. Ang ugnayan sa pagitan ng rate ng daloy at ang pagbagsak ng presyon ay maaaring magamit upang makilala ang paglaban ng daloy ng likido sa GDL. Kakayahan sa paghahatid.

2: Pore na istraktura

Ang Porosity, pamamahagi ng pore at dami ng butas ay mahalagang mga parameter ng istraktura ng butas ng layer ng pagsasabog. Ang mga karaniwang ginagamit na istraktura ng pore na pagsukat ng mga instrumento ay kinabibilangan ng mercury porosimeter at capillary flow porosimeter.

Ang dating ay gumagamit ng mercury bilang ang wetting fluid at inilalapat ang isang tiyak na presyon upang pindutin ang mercury sa mga pores ng sample na masuri. Ang huli ay gumagamit ng silicone resin na may mababang enerhiya sa ibabaw bilang daluyan, na kung saan ay wets ang sample na masuri sa ilalim ng pagkilos ng lakas ng capillary at pagkatapos ay pinipilit ito upang dumaloy sa labas ng mga pores.

Gayunpaman, alinman sa pamamaraan ay hindi maaaring sumasalamin sa tunay na materyal na paghahatid ng channel sa layer ng pagsasabog kapag ang baterya ay tumatakbo, dahil ang mga hindi nakakonekta na mga pores sa materyal na pagsasabog ng gas ay walang kahulugan para sa materyal na paghahatid, at kapag sinusukat ng paraan ng panghihimasok sa mercury o capillary flow porosimeter, ang mga sirang butas at patay na butas ay kasama.

3: Mga katangian ng hydrophilic/hydrophobic

Ang likidong kakayahang umangkop ng GDL, iyon ay, ang mga katangian ng hydrophilic at hydrophobic, ay isa rin sa mga mahahalagang kadahilanan na nakakaapekto sa pagganap ng cell ng gasolina. Ang isang naaangkop na ratio ng hydrophilic/hydrophobic pores ay kapaki -pakinabang sa pagpapabuti ng paglipat ng masa at pagtaas ng panghuli kasalukuyang density. Mayroong dalawang mga pamamaraan upang makilala ang hydrophilic/hydrophobic na mga katangian ng GDL:

Ang una ay ang paraan ng paglubog, na direktang nagpapakilala sa dami ng butas ng hydrophilic pores at hydrophobic pores; Ang pangalawa ay ang paraan ng pagsukat ng anggulo ng contact, na hindi tuwirang kumikilala sa mga katangian ng hydrophilic/hydrophobic.

Ang paraan ng impregnation ay gumagamit ng kabuuang dami ng pore na minus ang dami ng hydrophilic pore upang makuha ang dami ng hydrophobic pore. Ang pamamaraang ito ay may mababang katumpakan ng pagsukat at malalaking mga error sa eksperimentong. Ang laki ng anggulo ng contact ay sumasalamin lamang sa mga katangian ng ibabaw ng layer ng pagsasabog ng gas. Dahil ang ibabaw ng layer ng pagsasabog ay medyo hydrophobic, ngunit ang pamamahagi ng hydrophobic agent sa loob ay hindi kinakailangang uniporme, ang pagkakaugnay ng layer ng pagsasabog ay maaaring hatulan sa pamamagitan ng pagsukat ng anggulo ng contact. Ang mga katangian ng tubig ay hindi tumpak.

4: Pag -uugali

Ang kondaktibiti ng layer ng pagsasabog sa pangkalahatan ay may dalawang pamamaraan ng pagsukat depende sa direksyon ng pagsukat.

Para sa direksyon na sa pamamagitan ng eroplano, iyon ay, ang direksyon ng kapal ng GDL, ang pamamaraan ng pagsukat ng paglaban sa contact sa ilalim ng presyon ay karaniwang ginagamit, habang para sa paglaban sa direksyon ng eroplano, ang apat na puntos na pamamaraan ng pagsisiyasat ay madalas na ginagamit.

Kadalasan, ang paglaban sa direksyon ng eroplano ay isang pagkakasunud-sunod ng magnitude na mas malaki kaysa sa paglaban sa direksyon na nasa eroplano. Ito ay dahil sa anisotropy ng papel na carbon na dulot ng direksyon ng pag -aayos ng mga hibla sa panahon ng proseso ng paghahanda ng papel ng carbon.