Proton Exchange Membrane (PEM) na proseso ng paggawa

Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC)Maaaring masabing ang "reverse" na aparato ng electrolysis ng tubig.Electrolysis ng tubigay gumamit ng isang panlabas na supply ng kuryente sa electrolyze water upang makabuo ng hydrogen at oxygen; Habang ang mga cell ng gasolina ay ang proseso ng hydrogen at oxygen na sumasailalim sa mga electrochemical reaksyon upang makabuo ng tubig at kuryente nang sabay. Ang PEMFC ay may dalawang pole, hydrogen electrode at oxygen electrode, kung saan ang proton exchange membrane ay ginagamit bilang isang electrolyte.

Samakatuwid, angProton Exchange Membrane (PEM)ay isa sa mga pangunahing pangunahing materyales ngProton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC). Ang kalidad ng pagganap nito ay tumutukoy sa pagganap at buhay ng serbisyo ng baterya. Upang makamit ang mahusay at matatag na operasyon ngHydrogen fuel cells, ang proton exchange membrane ay kinakailangan na magkaroon ng mataas na proton conductivity, mahusay na thermal katatagan at katatagan ng kemikal, mataas na lakas ng mekanikal at tibay.

Prinsipyo ng pagtatrabaho ngProton Exchange Membrane

Ang proseso ng paghahanda ng lamad ngProton Exchange Membranedirektang nakakaapekto sa pagganap ng lamad. Sa kasalukuyan, mayroong dalawang pangunahing mga proseso ng paghahanda ng lamad: matunaw ang paraan ng pagbuo ng pelikula at paraan ng pagbuo ng film film.

1.Melt film na paraan ng pagbuo

Ang natutunaw na paraan ng pagbubuo ng pelikula, na kilala rin bilang Melt Extrusion Paraan, ay ang pinakaunang pamamaraan na ginamit upang maghandaPFSA Proton Exchange Membrane. Ang proseso ng paghahanda ay upang matunaw ang dagta at pagkatapos ay bumubuo ng isang pelikula sa pamamagitan ng extrusion casting o calendering, at pagkatapos ay ang pangwakas na produkto ay nakuha pagkatapos ng paggamot sa pagbabagong -anyo. Una nang nakumpleto ng DuPont ang komersyal na produksiyon ng pamamaraan ng pagtunaw ng extrusion.

Ang pelikula na inihanda ng pamamaraang ito ay may pantay na kapal, mahusay na pagganap, mataas na kahusayan sa paggawa, at angkop para sa paggawa ng masa ng mga makapal na pelikula. Walang kinakailangang solvent sa panahon ng proseso ng paggawa, na kung saan ay palakaibigan sa kapaligiran.

2. Paraan ng Pagbubuo ng Pelikula ng Pelikula

Ang paraan ng pagbuo ng film film ay ang pangunahing pamamaraan na kasalukuyang ginagamit sa pang -agham na pananaliksik at komersyal na mga produkto. Ang pangkalahatang proseso ng paghahanda ay: pagtunaw ng polimer at modifier sa solvent at pagkatapos ay paghahagis o paghahagis, at sa wakas ay ang pagpapatayo at pag -alis ng solvent upang makabuo ng isang pelikula. Ang pamamaraan ng pagbuo ng film film ay angkop para sa karamihan ng mga sistema ng dagta, madaling makamit ang pagbabago ng hybrid at disenyo ng microstructure, at maaari ding magamit upang maghanda ng mga ultra-manipis na pelikula, kaya nakakaakit ito ng maraming pansin.

Ang paraan ng pagbuo ng film na paraan ay maaaring higit na mahahati sa solusyon sa paghahagis, solusyon sa paghahagis at pamamaraan ng sol-gel ayon sa pagkakaiba sa proseso ng back-end.

1) Paraan ng paghahagis ng solusyon

Ang pamamaraan ng paghahagis ng solusyon ay upang direktang ihagis ang solusyon ng polimer sa isang patag na amag at bumubuo ng isang pelikula pagkatapos ng solvent ay sumingaw sa isang tiyak na temperatura. Ang pamamaraang ito ay simple at madaling gamitin, at pangunahing ginagamit para sa pangunahing pananaliksik sa laboratoryo at pre-komersyal na pagbabalangkas at pag-optimize ng proseso.

2) Paraan ng paghahagis ng solusyon

Ang paraan ng paghahagis ng solusyon ay isang extension ng paraan ng paghahagis ng solusyon at maaaring magamit para sa malakihang tuluy-tuloy na paggawa. Samakatuwid, ang mga kasalukuyang komersyal na produkto (higit sa lahat PFSA proton exchange membranes) ay kadalasang ginagamit ang paraan ng paghahagis ng solusyon.

Ang pamamaraan ng paghahagis ng solusyon ay maaaring makamit ang patuloy na produksyon sa pamamagitan ng isang proseso ng roll-to-roll, na higit sa lahat ay nagsasama ng maraming mga proseso tulad ng pagbabagong-anyo ng paglusaw ng resin, paghagis ng solusyon, at pagbuo ng pagpapatayo ng pelikula. Kung ikukumpara sa natutunaw na paraan ng extrusion, ang proseso nito ay mas mahaba, ang proseso ay mas kumplikado, at ang solvent ay kailangang ma -recycle, ngunit ang kalamangan ay ang pagganap ng produkto ay mas mahusay at ang kapal ng pelikula ay mas payat.

2) Paraan ng Sol-Gel

Ang pamamaraan ng sol-gel ay karaniwang ginagamit upang maghanda ng mga organikong-organikong composite membranes, at ang proseso ng sol-gel ay ginagamit upang makamit ang pantay na pagpapakalat ng mga hindi organikong tagapuno sa polymer matrix.

Ang maikling proseso ng paghahanda ay ang mga sumusunod: Ang pre-handa na polymer homogenous membrane ay namamaga at nalubog sa isang maliit na molekula solvent na natunaw ng alkoxides (Si, Ti, Zr, atbp.), At ang hindi organikong oxide ay nasa-situ doped sa lamad sa pamamagitan ng proseso ng sol-gel upang makakuha ng isang composite membrane. Ang pagganap ng organikong-organikong composite membrane na ginawa sa ganitong paraan ay sa pangkalahatan ay mas mahusay kaysa sa direktang solusyon na blending film. Ang hydrogen fuel cell na gawa sa pelikulang ito ay maaari pa ring mapanatili ang matatag na operasyon sa isang mataas na temperatura ng 130 °, ngunit imposible na makamit ang malakihang patuloy na paggawa ng pelikula.