氫燃料電池膜電極
膜電極(MEA),又稱膜電極“三合一”或“五合一”組件,它是質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)的核心部件,是燃料電池內(nèi)部能量轉(zhuǎn)換的場所。膜電極承擔燃料電池內(nèi)的多相物質(zhì)傳輸(包括液態(tài)水、氫氣、氧氣、質(zhì)子和電子傳輸),通過電化學反應(yīng),負責將燃料氫氣的化學能轉(zhuǎn)換成電能。膜電極的性能和成本影響甚至決定PEMFC的性能、壽命及成本。具備高效多相傳輸能力的膜電極,能*地提高PEMFC的性能,減少電堆系統(tǒng)的輔機消耗,從而降低電堆成本,并提高電堆系統(tǒng)的可靠性。
詳情
生產(chǎn)工藝特點
采用CCM核心工藝與MEA“5合一”連續(xù)卷對卷生產(chǎn)。
工藝說明:采用超聲波噴涂技術(shù)將陽極、陰極催化劑涂層均勻地噴涂到離型膜上,烘干固化后,再采用卷對卷五合一連續(xù)生產(chǎn)線將催化劑層對稱熱復合至質(zhì)子交換膜上,然后在線將催化劑載體離型膜剝離、收卷,再將CCM與涂膠碳布對稱熱壓復合再收卷。后再裁切成規(guī)格進行單電池的封裝。采用此工藝生產(chǎn)的膜電極可規(guī)避溶脹現(xiàn)象,且催化劑層用量少、超薄均勻,催化劑催化效率高,用低、可降低至0.4~0.6mg/cm2以下;電池活化時間較短,電化學響應(yīng)快。由于采用連續(xù)化生產(chǎn),自動化程度高、生產(chǎn)效率高、制造成本低、產(chǎn)品性能穩(wěn)定、耐久性高。
產(chǎn)品型號與性能
產(chǎn)品型號 | 應(yīng)用領(lǐng)域 | 運行條件 | 材料體系 | 性能參數(shù) | |||
活性面積 | 耐久性/hr | 開路電壓/V | 功率密度/W/cm2 | ||||
LGFC-301 | 商用車 | 氫氣壓力:40~200kPa 空氣壓力:80~200kPa 相對濕度:20~70% 工作溫度:室溫~90℃ 低溫啟動能力:-35℃ | 催化劑:Pt/c 載量:0.2~0.4g/kW 質(zhì)子交換膜厚度:10~20µm 擴散層厚度:150~230µm 邊框厚度:80~120µm | 20~350cm2 | >5000 | >0.6 | 0.60~1.30 |
LGFC-302 | 乘用車 | ||||||
LGFC-303 | 無人機 | ||||||
LGFC-400 | 通訊基站 | ||||||
LGFC-500 | 居民家用 |
指標 | 單位 | 聯(lián)凈車用膜電極 | 美國能源部2020年目標 | |
額定輸出功率 | 0.67V時輸出功率 | W | 0.85 | 1 |
催化劑耐久性循環(huán)測試 | 1A/cm2時的輸出損失 | mv | 19 | <30 |
電化學比表面積損失 | % | 25 | <40 | |
催化劑載體耐久性循環(huán)測試
| 1A/cm2時的輸出損失 | mv | 20 | <30 |
電化學比表面積損失 | % | 15 | <40 | |
抗反極性能 | 反極耐受時間 | Min | 80 | - |
測試條件 | 1. 單電池測試條件:氫氣/空氣,相對濕度0/50%,進口壓力80/70KPa,計量比1.5/2.0 2. 氫氣/氧氣 500/500ml/min,80℃,濕度*RH,50KPa,0.6V 3s,0.95 3s方波循環(huán),共10000個循環(huán) 3.氫氣/氧氣 500/500ml/min,80℃,濕度*RH,50KPa,1-1.5V CV,掃描速度0.5V/s,共1000個循環(huán) |
三、產(chǎn)品特性
n 生產(chǎn)工藝*,可批量生產(chǎn),MEA采用卷對卷連續(xù)化生產(chǎn)技術(shù);
n 催化劑用量低,涂布均勻、性能均一,品質(zhì)穩(wěn)定;
n 高功率密度;
n 高耐久性、尺寸穩(wěn)定好;
n 環(huán)境適應(yīng)性強;
n 可為客戶提供MEA定制解決方案。