I componenti principali di una cella a combustibile sono: elettrodo, membrana elettrolitica, collettore di corrente, ecc.
1, elettrodo
L'elettrodo di una cella a combustibile è un sito di reazione elettrochimica in cui il combustibile subisce una reazione di ossidazione e l'ossidante subisce una reazione di riduzione. La chiave delle sue prestazioni risiede nelle prestazioni del catalizzatore, del materiale dell'elettrodo e del processo di fabbricazione dell'elettrodo.
L'elettrodo può essere diviso in due parti, una è l'anodo e l'altra è il catodo. Lo spessore è generalmente di 200-500 mm. La struttura è diversa dall'elettrodo piatto della batteria ordinaria in quanto l'elettrodo della cella a combustibile è una struttura porosa, quindi è progettato per essere poroso. Il motivo principale della struttura è che la maggior parte dei combustibili e degli ossidanti utilizzati nella cella a combustibile sono gas (come ossigeno, idrogeno, ecc.) e la solubilità del gas nell'elettrolita non è elevata. Al fine di aumentare l'effettiva densità di corrente di lavoro della cella a combustibile e ridurre la polarizzazione, sono stati pertanto sviluppati elettrodi con strutture porose per aumentare l'area superficiale degli elettrodi coinvolti nella reazione. Questo è anche uno dei motivi principali per cui le celle a combustibile possono passare dalla fase di ricerca teorica a quella pratica.
Attualmente, gli elettrodi delle celle a combustibile ad alta temperatura sono realizzati principalmente con materiali catalitici, come Y2O3-ZrO2 stabilizzato (YSZ in breve) delle celle a combustibile a ossido solido (abbreviato come SOFC) e elettrodi a ossido di nichel per celle a combustibile a carbonati fusi ( abbreviato come MCFC), ecc. , E le celle a combustibile a bassa temperatura sono principalmente composte da un sottile strato di materiale catalizzatore supportato da uno strato di diffusione del gas, come gli elettrodi di platino delle celle a combustibile ad acido fosforico (denominate PAFC) e scambio protonico celle a combustibile a membrana (denominate PEMFC). [4]
2, diaframma elettrolitico
La funzione principale della membrana dell'elettrolita è quella di separare l'ossidante e l'agente riducente e di condurre gli ioni, quindi più sottile è la membrana dell'elettrolita, meglio è, ma è necessario considerare anche la forza. Per quanto riguarda la tecnologia attuale, lo spessore generale va da decine di millimetri a centinaia di millimetri. ; Per quanto riguarda il materiale, ci sono attualmente due direzioni di sviluppo. Uno è quello di realizzare prima un diaframma poroso con materiali isolanti come film di amianto, film di carburo di silicio SiC, film di alluminato di litio (LiAlO3) e quindi immergerlo nel carbonio fuso di litio-potassio. Sale, idrossido di potassio e acido fosforico, ecc., lo fanno aderire ai pori del diaframma, e l'altro consiste nell'utilizzare resine di acido perfluorosolfonico (come PEMFC) e YSZ (come SOFC).
3, collezionista
Il collettore è anche chiamato piastra bipolare, che ha le funzioni di raccogliere la corrente, separare l'ossidante e l'agente riducente e convogliare il gas di reazione. Le prestazioni del collettore dipendono principalmente dalle caratteristiche del materiale, dal design del campo di flusso e dalla tecnologia di lavorazione.
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