Perkembangan terkini dari elektroda membran sel bahan bakar

Membran elektroda (MEA) adalah komponen inti dari sel bahan bakar, yang terdiri dari lapisan difusi gas, lapisan katalis dan membran pertukaran proton. Ini bukan hanya tempat transmisi material multifase, tetapi juga tempat reaksi kimia sel bahan bakar. Ini memiliki dampak langsung pada kinerja kimia baterai secara keseluruhan, dan biayanya mencapai 70% dari biaya reaktor.Jadi elektroda membran juga dikenal sebagai "jantung" dari "chip" sel bahan bakar.

Secara umum, elektroda membran yang ideal harus memiliki kepadatan daya yang tinggi, beban platinum yang rendah, daya tahan lama dan masa pakai serta karakteristik kinerja lainnya. Departemen Energi AS mensyaratkan bahwa daya tahan elektroda membran kendaraan harus â¥5000 jam pada tahun 2020.Kepadatan daya â¥1W/cm2 nilai daya.

Dalam hal setiap komponen elektroda membran, membran penukar proton (PEM) terutama adalah membran asam perfluorosulfonat, sementara membran komposit lainnya, membran yang sangat selektif, membran yang dimodifikasi graphene, membran suhu tinggi dan membran alkali masih dalam tahap penelitian, yang masih dalam tahap penelitian. hotspot penelitian dan arah perbatasan dalam beberapa tahun terakhir.

Katalis terutama berbasis platinum. Saat ini, lapisan katalitik utama adalah katalis platinum-karbon, yang merupakan katalis pendukung yang didukung oleh platinum pada karbon aktif.Namun, karena platina adalah logam mulia dengan sumber daya yang langka dan biaya tinggi, pengembangan katalis platina rendah dan katalis logam non-mulia bebas platina dianggap sebagai arah utama untuk perusahaan elektroda membran di masa depan.

Lapisan difusi gas terjepit di antara lapisan katalis dan membran pertukaran proton, yang berperan sebagai konduksi, pembuangan panas, dan drainase. Ini terdiri dari lapisan mikropori dan lapisan pendukung. Lapisan mikropori terdiri dari karbon hitam dan zat hidrofobik, dan bahan lapisan pendukungnya terutama kertas karbon.

Ada empat proses utama persiapan elektroda membran, yaitu metode pengepresan panas, metode gradien, CCM dan pemesanan.Di antara mereka, CCM mengadopsi pelapisan langsung koil ke koil, sablon, penyemprotan dan metode lain untuk melapisi katalis pada kedua sisi membran pertukaran proton untuk membentuk CCM, dan kemudian menekan panas lapisan difusi gas di kedua sisi CCM untuk membentuk elektroda film, yang merupakan metode persiapan yang paling banyak digunakan dan matang secara komersial di pasar saat ini