WikiDer > Мембранный электрод в сборе

Membrane electrode assembly
Электро-химическая реакция Схема PEM MEA

А мембранный электрод в сборе (MEA) представляет собой собранный стек протонообменные мембраны (PEM) или щелочно-анионообменная мембрана (AAEM), катализатор и плоский электрод, используемые в топливные элементы и электролизеры.[1][2]

PEM-MEA

Транспорт газов, p + и e- в PEMFC

PEM зажат между двумя электроды в которые встроен катализатор. Электроды электрически изолированы друг от друга ПЭМ. Эти два электрода составляют анод и катод соответственно.

PEM - это фторполимер (PFSA) протонопроницаемый, но электрический изолятор барьер. Этот барьер позволяет протонам переноситься от анода к катоду через мембрану, но заставляет электроны перемещаться по проводящему пути к катоду. Наиболее часто используемые PEM Nafion: Нафион XL, 112, 115, 117 и 1110.

Электроды прижимаются к PEM. Обычно используемые материалы для этих электродов - углеродная ткань или бумага из углеродного волокна.[3] NuVant производит углеродную ткань под названием ELAT, которая максимизирует транспортировку газа к PEM, а также перемещает водяной пар подальше от PEM. Встраивание ELAT с благородный металл катализатор позволяет этой углеродной ткани также действовать как электрод. Также существует множество других методов и процедур для производства MEA, которые очень похожи между топливные элементы и электролизеры.[1]

Платина - один из наиболее часто используемых катализаторов, однако другие платиновая группа также используются металлы. Рутений и платина часто используются вместе, если монооксид углерода (CO) является продуктом электро-химическая реакция поскольку CO отравляет PEM и влияет на эффективность топливного элемента. Из-за высокой стоимости этих и других подобных материалов проводятся исследования по разработке катализаторов, в которых используются более дешевые материалы, поскольку высокая стоимость по-прежнему является препятствием для широкого экономического признания технологии топливных элементов.

Текущий срок службы составляет 7300 часов в условиях циклического режима, в то же время снижая содержание металла платиновой группы до 0,2 мг / см2.[4]

Производство

В настоящее время большинство компаний, производящих МПС, специализируются исключительно на крупносерийном производстве, например: W. L. Gore & Associates, Джонсон Матти, 3 млн, WUTenergy и Ионная мощность. Тем не менее, существует множество компаний, которые производят индивидуальные или небольшие количества МЭБ, позволяющие также оценивать различные формы, катализаторы или мембраны, в том числе FuelCellStore, FuelCellsEtc, HIAT gGmbH, Ion Power и многие другие.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Кармо, М; Fritz D; Mergel J; Столтен Д. (2013). «Комплексный обзор электролиза воды PEM». Журнал водородной энергетики. 38 (12): 4901–4934. Дои:10.1016 / j.ijhydene.2013.01.151.
  2. ^ Бентам, Дэниел Патент WIPO WO / 2008/007108 Система распределения тока для электрохимических ячеек. Freepatentsonline.com (17 января 2008 г.). Проверено 19 апреля 2013.
  3. ^ Ге, Джиабин; Высшее, Андрей; Лю, Хунтан (2006). «Влияние сжатия газодиффузионного слоя на работу топливных элементов с ПЭМ». Журнал источников энергии. 159 (2): 922. Дои:10.1016 / j.jpowsour.2005.11.069.
  4. ^ Школьные автобусы по топливным элементам: отчет для Конгресса. Министерство энергетики США, декабрь 2008 г., стр. 9.

внешняя ссылка