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膜电极_1

网站编辑:镇江变压器厂 │ 发表时间:2020-10-15 | 点击:48

2017-03-17 09:23

(一)对膜电极的要求膜电极是PEMFC的关键核心部件,其作用跟一般镇江干式变压器的极板相似。膜电极的成分和膜电极的组织结构决定了膜电极的性能。

好的膜电极应当具有如下的特性:
疏水性。既要保证反应气体顺利到达催化层,又能使反应产物水能够湿润膜,并将多余的水及时排出;
形成良好的离子通道和电子通道,降低离子的传输阻力;
良好的机械强度和导热性;
优良的化学稳定性、热稳定性及抗水解性;
阻挡燃料气体和氧化剂气体互串。(二)膜电极的制备
膜电极由阳极扩散层、阳极催化层、质子交换膜、阴极催化层、阴极扩散层所组成。制备膜电极的流程是制备阴、阳极扩散层→在扩散层上涂敷催化层→争将质子交换膜夹在阴/阳极之间→热压成三合一膜电极。

扩散层内需要形成憎水的气体通道和亲水的液态水传递通道。其制备步骤举例如下将炭纸或炭布在5%PTFE乳液中浸泡,然后在350℃下进行热处理,使炭纸或炭布中的PTFE烧结形成憎水的网络,构建有利于气体传输的气体通道;再在其表面涂敷一层炭粉层进行整平处理。这样既消除了平整度对催化层的影响,又构建一个薄的炭粉扩散层,以利气体的均匀扩散。

制备疏水催化层是将一定比例的Pt/C催化剂与PTEF乳液均匀混合,然后涂到扩散层上。催化层的厚度约为30~50μm,要涂得均匀,以保证大限度地发挥催化剂的催化效果和利用率。加入PTFE后的催化层要在350℃进行热处理,使PTFE烧结形成憎水的网络和气体通道。
为了改善催化层的离子导电性,人们又研制出亲水催化层。将Pt/C催化剂与5%的耐芬(Na丘on)树脂溶液以一定的比例混合,制成催化层,由Nafion树脂构成质子的传导通道,提高了质子传导能力。

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