مجموعه الکترود-غشا (MEA)
ساخت MEA پیل سوختی در کیمیا گوهر؛ تهیه جوهر کاتالیست، پوشش CCM با بارگذاری دقیق، انتخاب GDL و پرس گرم کنترل‌شده در ابعاد سفارشی.
جزئیات و مشخصات مجموعه الکترود-غشا (MEA)
ساخت MEA پیل سوختی در کیمیا گوهر؛ تهیه جوهر کاتالیست، پوشش CCM با بارگذاری دقیق، انتخاب GDL و پرس گرم کنترل‌شده در ابعاد سفارشی.
MEA؛ جایی که غشا، کاتالیست و GDL یک مجموعه میشوند
MEA یا مجموعه الکترود-غشا، قلب پیل سوختی است و کیفیت ساخت آن مستقیماً روی ولتاژ و توان سلول اثر می‌گذارد. فرایند از تهیه جوهر کاتالیست آغاز میشود؛ مخلوط کاتالیست، حلال و یونومر (Nafion) با نسبت یونومر به کاتالیست حدود ۰/۶ تا ۱ که پس از همگن‌سازی اولتراسونیک، به‌صورت اسپری یا دکتوربلید روی غشا یا GDL پوشش داده میشود تا CCM تشکیل گردد. ضخامت لایه کاتالیست معمولاً ۵ تا ۳۰ میکرومتر و بارگذاری پلاتین کاتد ۰/۲ تا ۰/۴ میلی‌گرم بر سانتیمتر مربع است. سپس CCM به همراه کربن کاغذی PTFEدار با لایه میکروپروس، تحت دما و فشار کنترل‌شده پرس گرم میشود. کیمیا گوهر ساخت MEA را در سطوح فعال ۱ تا ۲۵ سانتیمتر مربع با ثبت کامل پارامترها و اندازه‌گیری بارگذاری واقعی ارائه میدهد.
جوهر کاتالیست
فرمولاسیون کاتالیست، حلال و یونومر با نسبت I/C حدود ۰/۶ تا ۱ و همگن‌سازی با اولتراسونیک.
پوشش‌دهی CCM
اسپری یا دکتوربلید لایه کاتالیست ۵ تا ۳۰ میکرومتری روی غشا با کنترل دقیق بارگذاری.
انتخاب GDL
کربن کاغذی یا پارچه‌ای PTFEدار با لایه میکروپروس برای مدیریت آب و انتقال یکنواخت گاز.
پرس گرم
اتصال CCM و GDL در دما و فشار کنترل‌شده با زمان دقیق برای پیوند بدون آسیب به غشا.
پارامترهای ساخت MEA و مقادیر معمول
| پارامتر | مقدار معمول | اثر بر عملکرد | روش کنترل |
|---|---|---|---|
| نسبت یونومر به کاتالیست (I/C) | ۰/۶ تا ۱/۰ | دسترسی پروتون در برابر مسدودی گاز | وزن‌کشی دقیق |
| ضخامت لایه کاتالیست | ۵ تا ۳۰ µm | فعالیت و افت انتقال جرم | پروفیلومتر |
| بارگذاری Pt کاتد | ۰/۲ تا ۰/۴ mg/cm² | چگالی توان و هزینه | وزن قبل و بعد از پوشش |
| بارگذاری Pt آند | ۰/۰۵ تا ۰/۱ mg/cm² | اقتصاد پلاتین | وزن قبل و بعد از پوشش |
| پرس گرم | ~۱۳۵°C و ۳ MPa و ۹۰ ثانیه | پیوند لایه‌ها و کاهش مقاومت تماسی | پرس زمان‌دار |
| سطح فعال | ۱ تا ۲۵ cm² | جریان کل سلول | قالب برش استاندارد |
| محتوای PTFE در GDL | ۵ تا ۲۰ درصد وزنی | آب‌گریزی و مدیریت آب | مشخصات تأمین‌کننده |
سوالات متداول درباره ساخت MEA
CCM یا غشای پوششدادهشده با کاتالیست، ساختاری است که لایه کاتالیست مستقیماً روی غشا قرار میگیرد؛ در مقایسه با پوشش روی GDL، سطح تماس کاتالیست و غشا بیشتر و مقاومت پروتونی کمتر است و در توانهای بالا عملکرد بهتری میدهد.
سطح فعال ۵ یا ۲۵ سانتیمتر مربع رایجترین انتخاب است؛ سطح ۵ برای مطالعه مواد و شرایط با مصرف کمتر گاز و سطح ۲۵ برای رسیدن به چگالی جریانهای واقعبینانه صنعتی. جریان و توان هدف شما انتخاب نهایی را تعیین میکند.
بله؛ ساخت با مواد مشتری انجام میشود. کافی است نوع کاتالیست، غشا، بارگذاری هدف و ابعاد را اعلام کنید؛ پارامترهای پوشش و پرس گرم توسط ما بهینه و مستند میشود و بارگذاری واقعی گزارش میگردد.
MEA بین کاغذ ضدچسب و در پاکت پلیاتیلنی مهرشده ارسال میشود؛ نگهداری در جای خشک و خنک و پیش از استفاده، مرطوبسازی ملایم با آب مقطر یا بخار توصیه میشود تا غشا هیدراته و عملکرد اولیه پایدار باشد.