Os principais componentes de uma célula de combustível são: Eletrodo, Membrana Eletrolítica, Coletor de Corrente, etc.
1, eletrodo
O eletrodo de uma célula de combustível é um local de reação eletroquímica onde o combustível sofre uma reação de oxidação e o oxidante sofre uma reação de redução. A chave para seu desempenho está no desempenho do catalisador, no material do eletrodo e no processo de fabricação do eletrodo.
O eletrodo pode ser dividido em duas partes, uma é o ânodo e a outra é o cátodo. A espessura é geralmente de 200-500 mm. A estrutura é diferente do eletrodo plano da bateria comum, pois o eletrodo da célula de combustível é uma estrutura porosa, portanto, é projetado para ser poroso. A principal razão para a estrutura é que a maioria dos combustíveis e oxidantes usados na célula de combustível são gases (como oxigênio, hidrogênio, etc.) e a solubilidade do gás no eletrólito não é alta. A fim de aumentar a densidade de corrente de trabalho real da célula a combustível e reduzir a polarização, portanto, eletrodos com estruturas porosas foram desenvolvidos para aumentar a área de superfície dos eletrodos envolvidos na reação. Essa é também uma das principais razões pelas quais as células de combustível podem passar do estágio de pesquisa teórica para o estágio prático.
Atualmente, os eletrodos de células de combustível de alta temperatura são feitos principalmente de materiais catalíticos, como Y2O3-ZrO2 estabilizado (YSZ para breve) de células de combustível de óxido sólido (abreviado como SOFC) e eletrodos de óxido de níquel para células de combustível de carbonato fundido ( abreviado como MCFC), etc., E as células a combustível de baixa temperatura são compostas principalmente por uma fina camada de material catalisador suportado por uma camada de difusão de gás, como os eletrodos de platina de células a combustível de ácido fosfórico (referidas como PAFC) e troca de prótons células de combustível de membrana (referidas como PEMFC). [4]
2, diafragma de eletrólito
A principal função da membrana eletrolítica é separar o oxidante e o agente redutor e conduzir íons, de modo que quanto mais fina a membrana eletrolítica, melhor, mas a resistência também deve ser considerada. No que diz respeito à tecnologia atual, a espessura geral é de cerca de dezenas de milímetros a centenas de milímetros. ; Quanto ao material, atualmente existem duas direções de desenvolvimento. Um é primeiro fazer um diafragma poroso com materiais isolantes, como filme de amianto, filme de carboneto de silício SiC, filme de aluminato de lítio (LiAlO3) e, em seguida, imergi-lo em carbono fundido de lítio-potássio. Sal, hidróxido de potássio e ácido fosfórico, etc., fazem com que ele adira aos poros do diafragma, e o outro é usar resina de ácido perfluorossulfônico (como PEMFC) e YSZ (como SOFC).
3, colecionador
O coletor também é chamado de placa bipolar, que tem as funções de coletar corrente, separar o oxidante e o agente redutor e canalizar o gás de reação. O desempenho do coletor depende principalmente das características do material, do projeto do campo de fluxo e da tecnologia de processamento.
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