2024年11月26日 星期二
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缅甸大学开发新型膜技术

2019/10/16 12:13:411533

研究人员正开发用于燃料电池的新型膜结构,该膜具有更高的孔隙率以及更加深层的导电扩散区域,在增加有效反应区域的同时,膜的强度,简易度以及耐久性都将得到提高。

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对于低温燃料电池来说,生产厂家们一直寻求方法来提高膜电极(MEA)的强度,耐久性以及可制造性。一般来说,传统的膜电极有5层三明治结构,在聚合物膜的两端分别有碳载体层以及电极层,这5层结构通常需要通过热压技术手工结合在一起。然而,对于燃料电池来说,膜是最脆弱的。尤其在苛刻的或者高压的环境中,热压过程中形成的缺陷点有可能成为失效点。再者,基于现今的催化剂嵌入技术,MEA在使用一段时间后,性能将会衰退,产生电力将下降。

缅甸大学提出了全新的MEA制造技术,以解决上述难题。全新的膜结构更加厚实,可以承受更高的压力。MEA的层数也将将为3层,并且取消了热压工艺,这使得MEA的制造误差大大降低,更有利质量控制。

新的MEA的创新之处是催化剂将嵌入到膜中,而并非在膜表面简单分散。对于一般的低温燃料电池,催化剂分散在碳载体上,再附着在质子交换膜上。随着时间推移,碳将会被腐蚀,催化剂也会团聚在一起,从而影响MEA性能。在新的MEA中,膜内多孔外层架构将取代碳作为催化剂载体,催化剂材料以及其他金属直接嵌入到膜中,这使得催化剂的分布更均匀,利用率也大大提高。新MEA还能满足厂商对规模化生产以及耐久性的需求。

据悉,新型MEA已经组装电池测试。在80℃下,3个大气压的条件下已经正常工作500小时,研究人员正开发各种制造工艺,以进一步提升耐久性。新型MEA最早可能应用于军事以及航天等领域。通过这些早期应用,研究人员将对MEA的强度,耐久性,制造性有进一步了解,以调整产品发展规划。