Introducere în acoperirea de carbon cu plăci bipolare pentru celule de combustibil

Celulă de combustibil cu membrană schimbătoare de protoni (PEMFC): este un dispozitiv de generare a energiei care utilizează o membrană polimerică conducătoare de protoni ca electrolit pentru a transforma direct energia chimică prezentă în combustibil în energie electrică printr-o reacție electrochimică. Celula de combustibil are eficiență ridicată de generare a energiei, poluare scăzută a mediului, zgomot redus și fiabilitate ridicată, departamentele și experții relevanți din țara mea acordă o mare importanță pilelor de combustibil și subliniază importanța și necesitatea cercetării și dezvoltării independente a sistemelor de celule de combustibil.

Compoziția structurală a PEMFC este prezentată în figură, care este compusă în principal din componente de bază, cum ar fi membrana schimbătoare de protoni (electrolitul), stratul de catalizator, stratul de difuzie a gazului și placa bipolară. Stratul de difuzie a gazului, stratul de catalizator și membrana electrolit polimeric sunt pregătite printr-un proces de presare la cald pentru a obține un ansamblu electrod cu membrană (MEA).

Membrana schimbătoare de protoni din mijloc joacă multiplele roluri de a conduce protonii (H+), de a preveni transferul de electroni și de a izola reacțiile catodice și anodice; Straturile de catalizator de pe ambele părți sunt locul unde combustibilul și oxidantul suferă reacții electrochimice; Principalele funcții ale stratului de difuzie a gazului sunt de a susține stratul de catalizator, de a stabiliza structura electrodului, de a asigura canale de transport a gazului și de a îmbunătăți gestionarea apei; Funcția principală a plăcii bipolare este de a separa gazele de reacție și de a introduce gazele de reacție în celula de combustie prin câmpul de curgere, de a colecta și de a conduce curentul, de a sprijini electrodul cu membrană și de a îndeplini funcțiile de disipare a căldurii și de drenare a întregii celule de combustibil. .

În contextul transformării globale a energiei cu emisii scăzute de carbon, energia hidrogenului, ca energie secundară curată, va deveni una dintre principalele surse de energie în societatea viitoare. Pilele de combustie pot converti eficient energia chimică a energiei hidrogenului în energie electrică. Dezvoltarea rapidă a tehnologiei celulelor de combustie Dezvoltarea este scopul principal al industriei. Aplicațiile actuale ale pilelor de combustie includ automobile, nave, aviație, centrale electrice etc. Cerințele de stabilitate ridicată și durabilitate ridicată au fost prezentate pentru performanța pilelor de combustibil și, respectiv, a plăcilor bipolare. Fiind componenta de bază a celulelor de combustie, plăcile bipolare metalice acoperite au devenit una dintre tehnologiile cheie pe care industria trebuie să le depășească.

Acoperirile disponibile în prezent pentru aplicare comercială includ acoperiri de metale prețioase și acoperiri de carbon. Sursa de hidrogen stea Sydrogen folosește o acoperire unică de carbon preparată de FCVA (Technical Filtered Cathode Vacuum Arc Technology) are proprietăți excelente dincolo de metalele prețioase și poate fi aplicată într-o varietate de scenarii de celule de combustibil.

1. SydroDIAMOND® (Acoperire cu plăci bipolare metalice pentru celulele de combustibil PEM, o acoperire cu plăci bipolare, fără metale nobile, care îmbunătățește conductivitatea materialului și protejează substratul de pasivare.) Acoperirea cu carbon trece Stația de lucru electrochimică a fost testată offline sub operarea simulată PEMFC condiții pentru evaluarea durabilității acestuia; a fost folosit un tester de rezistență de contact pentru a testa sub o presiune de 1.0MPa pentru a-i evalua conductivitatea.

1) Ca un bun conductor, aurul are o conductivitate electrică bună, iar stratul de carbon SydroDIAMOND® are o conductivitate electrică comparabilă cu acoperirile din metale prețioase;

2) Rezultatele testelor de polarizare arată că stratul de carbon SydroDIAMOND® are un potențial de coroziune mai mare și un curent de coroziune general mai scăzut;

3) Când este testat la un potențial ridicat constant de 1,80 V, stratul de carbon SydroDIAMOND® are o rezistență mai bună la coroziune;

4) Când este testat la un potențial scăzut constant de 0.84V, stratul de carbon SydroDIAMOND® are o durabilitate comparabilă cu metalele prețioase;

5) Efectuați un test CP pe soluție după testul electrochimic pentru a analiza cantitatea de precipitare a ionilor. Cantitatea de precipitare ionică a acoperirii cu metal prețios este de 286 pg/L, iar precipitarea ionică a stratului de carbon SydroDIAMOND® este mai mică de 30 ug/L, care are o excelentă capacitate de precipitare antiionică.

2. Trimiteți plăcile acoperite cu carbon SydroDIAMOND® la ZBT și asamblați-le în celula de combustie pentru testarea comparativă. După testarea timp de aproape 500H la o tensiune de 0,6V, rezultatele arată că placa neacoperită are cea mai scăzută performanță de ieșire a bateriei.

Acoperirea cu carbon SydroDIAMOND® are o performanță de ieșire mai bună decât acoperirea cu metal prețios. În același timp, privind atenuarea, stratul de carbon SydroDIAMOND® arată o stabilitate mai bună.

Tehnologia proprie FCVA Star Hydrogen Source este capabilă să depună ioni de înaltă energie 100% puri pe o varietate de substraturi materiale. Această tehnologie de acoperire îmbunătățește semnificativ proprietățile materialului (de exemplu, performanța electrochimică, rezistența la coroziune) în timp ce filtrează particulele mari nedorite care afectează calitatea și integritatea acoperirii. Acoperirile pot fi ajustate și optimizate cu precizie în funcție de aplicație.

Procesul de acoperire are loc la temperaturi apropiate de temperatura camerei, asigurând o mai mare eficiență energetică. În plus față de materialele tradiționale, cum ar fi metalele, tehnologia de acoperire în vid poate fi aplicată la o varietate mai mare de substraturi provocatoare în mod tradițional, cum ar fi materialele plastice, cauciucul și ceramica.

Tehnologia FCVA Star Hydrogen Source a fost aplicată producției pe scară largă în mai multe industrii, cum ar fi 3C (calculatoare, comunicații și electronice de larg consum), automobile, inginerie de precizie și imprimare.

Prin utilizarea tehnologiilor de bază ale materialelor, Sydrogen oferă avantaje de-a lungul lanțului valoric al hidrogenului în performanța, durabilitatea și costul componentelor cheie ale celulei de combustibil.

Plăcile bipolare acoperite cu carbon SydroDIAMOND® au o conductivitate electrică excelentă, rezistență la coroziune cu potențial ridicat, durabilitate cu potențial scăzut, rezistență la coroziune ionică de clorură, precipitare scăzută a ionilor de fier și alte avantaje și sunt potrivite pentru diverse scenarii de aplicare a celulelor de combustie. Plăcile bipolare acoperite cu carbon SydroDIAMOND® au trecut teste pe mulți clienți, inclusiv teste offline, teste pe bancă, teste de funcționare a sistemului, operațiuni reale ale autobuzelor, camioanelor grele, centralelor electrice fixe etc. Feedback-ul clienților a fost bun.

În plus, datorită utilizării procesării materialelor de carbon cu costuri reduse și producției în linie continuă, plăcile bipolare acoperite cu carbon SydroDIAMOND® au avantaje evidente de cost. După iterația tehnologică, asigurând în același timp performanța, cea mai recentă generație de acoperiri are performanțe mai bune și costuri de producție în masă mai mici, promovând reducerea suplimentară a costurilor și îmbunătățirea eficienței.

Star Hydrogen (Shanghai) Technology Co., Ltd. (denumită în continuare „Star Hydrogen”) este o societate mixtă înființată de NANOFILM TECHNOLOGIES INTERNATIONALLIMITED, principalul furnizor de soluții de materiale avansate de tehnologie profundă din Asia și Temasek EMASEK HOLDINGS. Star Hydrogen Star Hydrogen Source dezvoltă și produce componente, produse și sisteme pentru pile de combustie și electrolizatoare, aducând pe piață tehnologii inovatoare pentru a realiza transformarea energiei verzi. Star Hydrogen Source are sediul în Singapore și are o experiență bogată în tehnologia energiei cu hidrogen. Star Hydrogen Source cooperează, de asemenea, cu liderul din Singapore Cooperând cu universități pentru a comercializa cea mai recentă tehnologie prin produsele noastre, echipamentele de acoperire și cercetarea și dezvoltarea tehnologiei de acoperire ale Star Hydrogen Source sunt situate în fabrica noastră din Shanghai, cu un centru independent de testare și verificare a tehnologiei pentru materiale energetice cu hidrogen și piese cheie, cu o suprafață totală a fabricii de 5000 de metri pătrați și are în prezent peste 100 de angajați.

Vezi mai multe