ईन्धन सेल झिल्ली इलेक्ट्रोड को वर्तमान विकास

झिल्ली इलेक्ट्रोड (MEA) इन्धन सेल को मुख्य घटक हो, जो ग्यास प्रसार तह, उत्प्रेरक तह र प्रोटोन विनिमय झिल्ली मिलेर बनेको छ। यो मल्टिफेज सामग्री प्रसारणको स्थान मात्र होइन, तर इन्धन सेलको रासायनिक प्रतिक्रियाको स्थान पनि हो। यसले ब्याट्रीको समग्र रासायनिक कार्यसम्पादनमा प्रत्यक्ष प्रभाव पार्छ, र यसको लागत रिएक्टरको लागतको 70% हो।त्यसैले झिल्ली इलेक्ट्रोड पनि ईन्धन सेल "चिप" को "हृदय" को रूपमा चिनिन्छ।

सामान्यतया, आदर्श झिल्ली इलेक्ट्रोडहरू उच्च शक्ति घनत्व, कम प्लेटिनम लोड, लामो स्थायित्व र सेवा जीवन र अन्य प्रदर्शन विशेषताहरू हुनु आवश्यक छ। अमेरिकाको ऊर्जा विभागले २०२० सम्ममा गाडीको झिल्ली इलेक्ट्रोडको स्थायित्व ¥5000h हुनु पर्छ।पावर घनत्व â¥1W/cm2 रेटेड पावर।

झिल्ली इलेक्ट्रोडको प्रत्येक घटकको सन्दर्भमा, प्रोटोन एक्सचेन्ज मेम्ब्रेन (PEM) मुख्यतया परफ्लुरोसल्फोनिक एसिड झिल्ली हो, जबकि अन्य कम्पोजिट झिल्ली, उच्च चयनात्मक झिल्ली, ग्राफिन परिमार्जित झिल्ली, उच्च-तापमान झिल्ली र क्षारीय झिल्लीहरू अझै अनुसन्धान चरणमा छन्। हालैका वर्षहरूमा अनुसन्धान हटस्पट र सीमा दिशा।

उत्प्रेरक मुख्यतया प्लेटिनम आधारित छ। वर्तमानमा, मुख्यधारा उत्प्रेरक तह प्लेटिनम-कार्बन उत्प्रेरक हो, जुन सक्रिय कार्बनमा प्लेटिनम द्वारा समर्थित एक समर्थन उत्प्रेरक हो।यद्यपि, प्लेटिनम दुर्लभ स्रोतहरू र उच्च लागतको साथ एक बहुमूल्य धातु भएकोले, कम प्लेटिनम उत्प्रेरक र प्लेटिनम मुक्त गैर-बहुमूल्य धातु उत्प्रेरकको विकास भविष्यमा झिल्ली इलेक्ट्रोड उद्यमहरूको लागि प्रमुख दिशा मानिन्छ।

ग्यास फैलावट तह उत्प्रेरक तह र प्रोटोन एक्सचेन्ज झिल्लीको बीचमा स्यान्डविच गरिएको छ, जसले प्रवाह, तातो अपव्यय र जल निकासीको भूमिका खेल्छ। यो माइक्रोपोर तह र समर्थन तह मिलेर बनेको छ। माइक्रोपोर तह कार्बन ब्ल्याक र हाइड्रोफोबिक एजेन्टबाट बनेको हुन्छ, र समर्थन तह सामग्री मुख्यतया कार्बन पेपर हो।

मेम्ब्रेन इलेक्ट्रोडका चार मुख्य तयारी प्रक्रियाहरू छन्, जुन तातो प्रेसिङ विधि, ग्रेडियन्ट विधि, सीसीएम र अर्डरिङ हुन्।तीमध्ये, सीसीएमले सीसीएम बनाउनको लागि प्रोटोन एक्सचेन्ज झिल्लीको दुबै छेउमा उत्प्रेरकलाई पहिले कोट गर्नको लागि सिधा कोटिंग, स्क्रिन प्रिन्टिङ, स्प्रेइङ र अन्य विधिहरू अपनाउँछ, र त्यसपछि सीसीएमको दुबै छेउमा ग्यास फैलावट तहलाई तातो थिचेर। फिल्म इलेक्ट्रोड बनाउनुहोस्, जुन हाल बजारमा सबैभन्दा व्यापक रूपमा प्रयोग हुने र व्यावसायिक रूपमा परिपक्व तयारी विधि हो