इंधन सेल झिल्ली इलेक्ट्रोडचा वर्तमान विकास

मेम्ब्रेन इलेक्ट्रोड (MEA) हा इंधन सेलचा मुख्य घटक आहे, जो गॅस प्रसार स्तर, उत्प्रेरक स्तर आणि प्रोटॉन एक्सचेंज झिल्ली बनलेला आहे. हे केवळ मल्टीफेस मटेरियल ट्रान्समिशनचे ठिकाण नाही तर इंधन सेलच्या रासायनिक अभिक्रियाचे ठिकाण देखील आहे. याचा थेट परिणाम बॅटरीच्या एकूण रासायनिक कार्यक्षमतेवर होतो आणि त्याची किंमत अणुभट्टीच्या खर्चाच्या 70% आहे.म्हणून झिल्ली इलेक्ट्रोडला इंधन सेल "चिप" चे "हृदय" म्हणून देखील ओळखले जाते.

साधारणपणे बोलायचे झाल्यास, आदर्श झिल्ली इलेक्ट्रोडमध्ये उच्च उर्जा घनता, कमी प्लॅटिनम लोड, दीर्घ टिकाऊपणा आणि सेवा जीवन आणि इतर कार्यप्रदर्शन वैशिष्ट्ये असणे आवश्यक आहे. यूएस ऊर्जा विभागाने 2020 पर्यंत वाहन झिल्ली इलेक्ट्रोडची टिकाऊपणा â¥5000h असणे आवश्यक आहे.पॉवर डेन्सिटी â¥1W/cm2 रेटेड पॉवर.

मेम्ब्रेन इलेक्ट्रोडच्या प्रत्येक घटकाच्या संदर्भात, प्रोटॉन एक्सचेंज मेम्ब्रेन (पीईएम) मुख्यतः परफ्लुरोसल्फोनिक ऍसिड झिल्ली आहे, तर इतर संमिश्र पडदा, अत्यंत निवडक पडदा, ग्राफीन सुधारित पडदा, उच्च-तापमान पडदा आणि अल्कधर्मी पडदा अद्याप संशोधनाच्या टप्प्यात आहेत. अलिकडच्या वर्षांत संशोधन हॉटस्पॉट आणि सीमा दिशा.

उत्प्रेरक प्रामुख्याने प्लॅटिनम-आधारित आहे. सध्या, मुख्य प्रवाहातील उत्प्रेरक स्तर प्लॅटिनम-कार्बन उत्प्रेरक आहे, जो सक्रिय कार्बनवर प्लॅटिनमद्वारे समर्थित सपोर्ट कॅटॅलिस्ट आहे.तथापि, प्लॅटिनम ही दुर्मिळ संसाधने आणि उच्च किंमतीसह एक मौल्यवान धातू असल्याने, कमी प्लॅटिनम उत्प्रेरक आणि प्लॅटिनम मुक्त नॉन-मौल्यवान धातू उत्प्रेरकांचा विकास भविष्यात मेम्ब्रेन इलेक्ट्रोड उपक्रमांसाठी मुख्य दिशा मानली जाते.

गॅस डिफ्यूजन लेयर उत्प्रेरक थर आणि प्रोटॉन एक्सचेंज झिल्ली यांच्यामध्ये सँडविच केलेला असतो, जो वहन, उष्णता अपव्यय आणि ड्रेनेजची भूमिका बजावते. हे मायक्रोपोर लेयर आणि सपोर्ट लेयरने बनलेले आहे. मायक्रोपोर लेयर हा कार्बन ब्लॅक आणि हायड्रोफोबिक एजंटचा बनलेला असतो आणि सहाय्यक लेयर मटेरियल प्रामुख्याने कार्बन पेपर असतो.

मेम्ब्रेन इलेक्ट्रोडच्या चार मुख्य तयारी प्रक्रिया आहेत, ज्यात हॉट प्रेसिंग पद्धत, ग्रेडियंट पद्धत, सीसीएम आणि ऑर्डरिंग आहेत.त्यापैकी, सीसीएम कॉइल टू कॉइल डायरेक्ट कोटिंग, स्क्रीन प्रिंटिंग, फवारणी आणि इतर पद्धतींचा अवलंब करते ज्यामुळे प्रथम प्रोटॉन एक्सचेंज मेम्ब्रेनच्या दोन्ही बाजूंना उत्प्रेरक कोट करून सीसीएम तयार होतो आणि नंतर सीसीएमच्या दोन्ही बाजूंना गॅस डिफ्यूजन लेयर गरम करून दाबतो. फिल्म इलेक्ट्रोड तयार करा, जी सध्या बाजारात सर्वात जास्त वापरली जाणारी आणि व्यावसायिकदृष्ट्या परिपक्व तयारी पद्धत आहे