Karaniwang Mga Proseso ng Paghahanda Para sa Mga Layer ng Electrode ng Membrane Catalyst: Thermal Transfer, Direct Coating

Membrane Electrode (MEA)ay ang pangunahing sangkap ng mga cell ng hydrogen fuel atPEM hydrogen production electrolyzers, at ito ay isang pangunahing sangkap ng mga reaksyon ng electrochemical. Ang mga sangkap na istruktura nito ay pangunahing kasamaProton Exchange Membrane, layer ng katalista, layer ng pagsasabog ng gas, lamad ng frame, atbp.

Karaniwang Mga Proseso ng Paghahanda Para sa Membrane Electrode Catalyst Layer: Thermal Transfer, Direct Coating

Ang kasalukuyang pangkaraniwanElectrode ng lamadAng proseso ng produksiyon ay pangunahing nagsasangkot ng paghahanda ng slurry ng catalyst, coating proton membrane upang mabuo ang CCM, mainit na pagpindot sa layer ng pagsasabog ng gas, at nakalamina na lamad ng frame.

Kabilang sa mga ito, maraming mga proseso ng patong para sa lamad ng electrode catalyst layer, ang pinaka -karaniwang mga thermal transfer, direktang patong, atbp.

1. Thermal Transfer

Ang proseso ng paglilipat ng thermal ay nagsasangkot ng pre-coating o pag-print ng tinta ng katalista o pulbos sa isang maililipat na substrate (karaniwang isang pelikula na matatag sa mataas na temperatura), at pagkatapos ay ilipat ang katalista mula sa paglipat ng lamad sa proton exchange membrane o gas diffusion layer sa pamamagitan ng isang mainit na proseso ng pagpindot.

Mga Hakbang sa Paghahanda:

1. Paghahanda ng tinta ng katalista: Una, ihalo ang pulbos ng katalista na may naaangkop na solvent at malagkit upang maghanda ng isang tinta ng katalista. Ang hakbang na ito ay katulad ng paghahanda ng solusyon sa katalista sa iba pang mga pamamaraan ng patong.

2. Catalyst Coating: Coat o i -print ang tinta ng katalista papunta sa isang lamad ng paglipat na may mahusay na katatagan ng thermal. Ang paglipat ng lamad na ito ay kailangang manatiling buo sa panahon ng kasunod na mainit na proseso ng pagpindot at mailabas ang katalista sa isang naaangkop na temperatura.

3. Hot Pressing Transfer: Ang paglipat ng lamad na naglalaman ng katalista ay nakasalansan gamit ang proton exchange membrane o gas diffusion layer at pinainit at pinindot sa isang mainit na pindutin. Sa prosesong ito, ang katalista ay inilipat mula sa paglipat ng lamad sa target na substrate.

4. Pag -alis ng Transfer Membrane: Matapos makumpleto at pinalamig ang paglipat ng katalista, tinanggal ang lamad ng paglipat, na iniiwan ang layer ng katalista na mahigpit na nakakabit saPEMoGdl.

Mga Bentahe at Kakulangan ng Thermal Transfer:

1. Ang hugis at sukat ng katalista ay maaaring tumpak na kontrolado: sa pamamagitan ng digital na disenyo, ang mga katalista ng iba't ibang mga hugis at sukat ay maaaring makinis na ipasadya at ganap na ilipat sa ibabaw ng elektrod, na naaayon sa pagpapabuti ng kahusayan at pagpili ng reaksyon ng electrochemical;

2. Ang proseso ng paghahanda ay mas tumpak: sa pamamagitan ng paglilipat ng katalista sa ibabaw ng elektrod, isang napaka manipis at lubos na pare -pareho ang layer ng katalista ay maaaring mabuo sa isang mas maliit na lugar. Ang reaksyon sa ibabaw at morpolohiya sa mikroskopikong scale ay mas kinokontrol;

3. Maaaring makamit ang Multi-Layer Catalyst Stacking: Maramihang mga catalysts ay maaaring sunud-sunod na ilipat sa ibabaw ng elektrod upang mapagbuti ang kahusayan ng composite catalysis; Maaari rin itong bawasan ang panlabas na panghihimasok, tulad ng impluwensya ng mga kadahilanan tulad ng temperatura, at maaari ring maginhawang tinanggal nang selektibo upang maiwasan ang polusyon sa kapaligiran at iba pang mga problema.

Gayunpaman, ang paraan ng paglilipat ng thermal ay may problema sa karagdagang pagpapabuti ng kahusayan sa paggawa ng masa.

2. Direktang patong

Ang direktang proseso ng patong, tulad ng iminumungkahi ng pangalan, ay direktang i -coat ang katalista na slurry saProton Exchange Membrane. Sa kasalukuyan, ang mga tagagawa ng membrane electrode na may mataas na kapasidad ng produksyon ay gumagamit ng lahat ng double-sided roll-to-roll na direktang proseso ng patong. Ang ilang mga tagagawa ay gagamit ng isang bahagi ng thermal transfer at isang bahagi ng direktang patong upang maiwasan ang problema ng direktang pamamaga ng patong at pagbutihin ang kahusayan nang sabay.

Karaniwang Mga Proseso ng Paghahanda Para sa Membrane Electrode Catalyst Layer: Thermal Transfer, Direct Coating

Cathode CCM Coating Proseso

Proseso ng patong ng Anode CCM

Roll-to-roll CCM Coating Proseso

Mga Hakbang sa Produksyon:

1. Paghahanda ng Catalyst Slurry:

Una, maghanda ng isang slurry na naglalaman ng isang katalista (tulad ng platinum), isang resin ng palitan ng ion, isang solvent, at iba pang mga additives. Ang slurry na ito ay dapat magkaroon ng mahusay na mga katangian ng rheological para sa madaling patong.

2. Pagpili ng proton exchange membrane:

Pumili ng isang angkop na proton exchange membrane na kinakailangan upang magbigay ng mahusay na katatagan ng kemikal at kondaktibiti sa ilalim ng mga kondisyon ng operating cell ng gasolina.

3. Proseso ng patong:

Ang catalyst slurry ay direktang pinahiran sa lamad gamit ang direktang teknolohiya ng patong. Ang pamamaraan ng patong ay maaaring brushing, spraying, blade coating, o iba pang angkop na pamamaraan ng patong.

Matapos ang patong, ang elektrod ng lamad ay tuyo at init na ginagamot sa ilalim ng mga tiyak na kondisyon upang alisin ang solvent at matiyak ang mahusay na pag -bonding sa pagitan ng layer ng katalista at lamad.

4. Paggamot sa Paggawa at Pag -init:

Sa panahon ng proseso ng pagpapatayo, ang solvent ay sumingaw, na iniwan ang solidong katalista at resin ng palitan ng ion. Ang paggamot ng init ay karagdagang nagpapabuti sa istraktura ng layer ng katalista at pinalakas ang pakikipag -ugnay nito sa lamad.

5. Proseso ng Lamination:

Ang ginagamot na membrane electrode ay nakalamina kasama ang gas diffusion layer (GDL) upang makabuo ng isang kumpletong lamad ng elektrod na pagpupulong (MEA).