Membran elektrot montajı - Membrane electrode assembly

Elektro-Kimyasal reaksiyon PEM MEA Şeması

Bir membran elektrot montajı (MEA) bir araya getirilmiş bir yığın proton değişim zarları (PEM) veya alkali anyon değişim membranı (AAEM), katalizör ve düz plaka elektrot kullanılır yakıt hücreleri ve elektrolizörler.[1][2]

PEM-MEA

PEMFC'de Gazların Taşınması, p + ve e-

PEM, iki elektrotlar katalizörün içine gömülü olduğu. Elektrotlar, PEM tarafından birbirlerinden elektriksel olarak yalıtılmıştır. Bu iki elektrot, anot ve katot sırasıyla.

PEM bir floropolimer (PFSA) proton geçirgen ancak Elektrik izolatörü bariyer. Bu bariyer, protonların anottan katoda membrandan taşınmasına izin verir, ancak elektronları katoda giden iletken bir yol etrafında hareket etmeye zorlar. En sık kullanılan Nafion PEM'ler Nafion XL, 112, 115, 117 ve 1110.

Elektrotlar, PEM üzerine ısı ile bastırılır. Bu elektrotlar için yaygın olarak kullanılan malzemeler karbon bez veya karbon fiber kağıtlardır.[3] NuVant, ELAT adında, PEM'e gaz taşınmasının yanı sıra hareketleri en üst düzeye çıkaran bir karbon kumaş üretir su buharı PEM'den uzakta. ELAT'ın soy metal katalizör, bu karbon kumaşın aynı zamanda elektrot görevi görmesine izin verir. MEA'ların üretimi için birçok farklı yöntem ve prosedür de mevcuttur ve bunlar yakıt hücreleri ve elektrolizörler.[1]

Platin, en yaygın kullanılan katalizörlerden biridir, ancak diğerleri platin grubu metaller de kullanılmaktadır. Rutenyum ve platin genellikle birlikte kullanılırsa karbonmonoksit (CO), elektroKimyasal reaksiyon CO, PEM'i zehirlediğinden ve yakıt hücresinin verimliliğini etkiler. Bunların ve diğer benzer malzemelerin yüksek maliyeti nedeniyle, yüksek maliyetler yakıt hücresi teknolojisinin yaygın ekonomik kabulünde hala engelleyici bir faktör olduğundan, daha düşük maliyetli malzemeler kullanan katalizörlerin geliştirilmesi için araştırmalar yapılmaktadır.

Güncel hizmet ömrü döngü koşullarında 7.300 saattir ve aynı zamanda platin grubu metal yüklemesini 0.2 mg / cm2'ye düşürmektedir.[4]

Üretim

Şu anda MEA üreten çoğu şirket, yalnızca yüksek hacimli üretimde uzmanlaşmıştır. W.L. Gore & Associates, Johnson Matthey, 3 milyon, WUTenergy ve İyon Gücü. Bununla birlikte, FuelCellStore, FuelCellsEtc, HIAT gGmbH, Ion Power ve diğerlerini içeren farklı şekillerin, katalizörlerin veya membranların da değerlendirilmesine izin veren özel veya düşük miktarda MEA üreten birçok şirket vardır.

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ a b Carmo, M; Fritz D; Mergel J; Stolten D (2013). "PEM su elektrolizi hakkında kapsamlı bir inceleme". Hidrojen Enerjisi Dergisi. 38 (12): 4901–4934. doi:10.1016 / j.ijhydene.2013.01.151.
  2. ^ Bentham, Daniel WIPO patent WO / 2008/007108 Elektrokimyasal hücreler için akım dağıtım sistemi. Freepatentsonline.com (2008-01-17). Erişim tarihi: 2013-04-19.
  3. ^ Ge, Jiabin; Higier, Andrew; Liu, Hongtan (2006). "Gaz difüzyon tabakası sıkıştırmasının PEM yakıt hücresi performansı üzerindeki etkisi". Güç Kaynakları Dergisi. 159 (2): 922. doi:10.1016 / j.jpowsour.2005.11.069.
  4. ^ Yakıt Hücreli Okul Otobüsleri: Kongreye Rapor. ABD Enerji Bakanlığı, Aralık 2008, s. 9.

Dış bağlantılar