Membrane elektrodoen katalizatzaileentzako prestaketa prozesu arruntak: transferentzia termikoa, estaldura zuzena

Mintz elektrodoa (mea)hidrogenoen erregai pilaen oinarrizko osagaia da etaPem hidrogeno ekoizpen elektrolizatzaileaketa erreakzio elektrokimikoen funtsezko osagaia da. Bere osagai estrukturalak batez ere barne hartzen dituProton Exchange MiNlbrane, Katalizatzaile geruza, gasaren difusio geruza, markoaren mintza eta abar.

Membrane elektrodoen katalizatzailearentzako prestaketa prozesu arruntak: transferentzia termikoa, estaldura zuzena

Egungo arruntamintz elektrodoaEkoizpen prozesuak batez ere lohi prestaketa katalizatzea, estaldurako protoi-mintza CCM, gasaren difusio geruza beroa eta markoaren mintza ixteko.

Horien artean, mintz-elektrodoen katalizatzaile geruzaren estaldura prozesu ugari daude, ohikoenak transferentzia termikoa, estaldura zuzena eta abar dira.

1. Transferentzia termikoa

Transferentzia termikoko prozesuak estaldura edo hautsa estaltzea edo inprimatzea dakar substratu transferigarrira (normalean tenperatura altuan egonkorra den filma) eta, ondoren, transferentziazko mintzaren transferentzia-mintzaren edo gasaren difusio geruzara transferituz.

Prestaketa urratsak:

1.. Katalizatzaileen tinta prestatzea: Lehenik eta behin, nahastu katalizatzaile hautsa disolbatzaile egokiarekin eta itsasgarriarekin, katalizatzaile tinta prestatzeko. Urrats hau estaldura metodo batzuetan katalizatzaileen konponbidea prestatzearen antzekoa da.

2. Katalizatzaile estaldura: Katalizatzailearen tinta estali edo inprimatu transferentziazko mintz bat egonkortasun termiko onarekin. Transferentziazko mintzek bere horretan egon behar dute ondorengo presio beroko prozesuan eta katalizatzailea tenperatura egokian askatzeko gai izan behar da.

3. Transferentzia beroa. Katalizatzailea duen transferentzia-mintza protoi truke mintzarekin edo gasaren difusio geruzarekin pilatuta dago eta prentsa bero batean berotu eta sakatuta dago. Prozesu honetan, katalizatzailea transferentziaren mintzetik xede substraturara transferitzen da.

4. Transferentziazko mintza kentzea: katalizatzailearen transferentzia amaitu eta hoztu ondoren, transferentzia mintza kentzen da, katalizatzailearen geruza estu lotuta dagoPemalaGl.

Transferentzia termikoaren abantailak eta desabantailak:

1. Kataluniaren forma eta tamaina zehatz-mehatz kontrolatu daiteke: diseinu digitalaren bidez, forma eta tamaina desberdinetako katalizatzaileak modu egokian pertsonalizatuta egon daitezke eta elektrodoen gainazalera erabat transferitu daitezke. Horrek erreakzio elektrokimikoaren eraginkortasuna eta selektibitatea hobetzeko balio du;

2. Prestaketa prozesua zehatzagoa da: katalizatzailea elektrodoaren gainazalera transferituz, oso eremu mehe eta koherentea izan daiteke eremu txikiago batean. Eskala mikroskopikoan erreakzioaren azalera eta morfologia kontrolatuagoak dira;

3. Geruza anitzeko katalizatzaile pila lor daiteke: katalizatzaile anitz sekuentzialki transferitu daitezke elektrodoaren gainazalera, katalisi konposatuen eraginkortasuna hobetzeko; Kanpoko interferentziak ere murriztu ditzake, esaterako, tenperatura bezalako faktoreen eragina eta modu selektiboan ere modu egokian kendu daitezke ingurumenaren kutsadura eta bestelako arazoak ekiditeko.

Hala ere, transferentzia termikoko metodoak ekoizpen masiboan eraginkortasuna hobetzeko arazoa du.

2. Estaldura zuzena

Estaldura zuzeneko prozesua, izenak dioen moduan, katalizatzailearen lohia zuzenean estaltzea daProton Exchange MiNlbrane. Gaur egun, produkzio-ahalmen handiko mintz elektrodoen fabrikatzaileek alde bikoitzeko roll-to-roll-en zuzeneko estaldura prozesua erabiltzen dute. Zenbait fabrikatzailek transferentzia termikoaren alde bat eta estalduraren alde bat erabiliko dituzte estaldura zuzeneko hantura eta aldi berean eraginkortasuna hobetzeko arazoa ekiditeko.

Membrane elektrodoen katalizatzailearentzako prestaketa prozesu arruntak: transferentzia termikoa, estaldura zuzena

CCM Katota estaldura prozesua

Anodo CCM estaldura prozesua

Roll-to-roll ccm estaldura prozesua

Ekoizpen urratsak:

1. Katalizatzailearen lohia prestatzea:

Lehenik eta behin, prestatu katalizatzaile bat (platinoa adibidez), ioi truke erretxina, disolbatzaile eta beste gehigarri bat. Lohi honek propietate erreologiko onak izan behar ditu estaldura errazak egiteko.

2. Protoi trukearen mintza hautatzea:

Hautatu erregai zelulen funtzionamendu baldintzetan egonkortasun eta eroankortasun kimiko ona emateko behar den protoi trukeko mintza egokia.

3. Estaldura prozesua:

Kataluniako lohiak zuzenean estaltzen du mintzarekin estaldura zuzeneko teknologia erabiliz. Estalduraren metodoa eskuila, isurketa, pala estaldura edo estaldura teknika egokiak izan daitezke.

Estalduraren ondoren, mintz elektrodoa lehortu eta beroa da, disolbatzailea kentzeko baldintza zehatzetan tratatua eta katalizatzailearen geruzaren eta mintzaren arteko lotura ona ziurtatzeko.

4. Lehortzea eta bero tratamendua:

Lehortzeko prozesuan disolbatzailea lurruntzen da, katalizatzaile sendoa eta ioi truke erretxina atzean utziz. Bero-tratamenduak katalizatzailearen geruzaren egitura hobetzen du eta mintzarekin lotura sendotzen du.

5. Laminazio prozesua:

Tratatutako mintz elektrodoa gasaren difusio geruzarekin (GDL) lotuta dago, mintz-elektrodoen muntaketa osoa osatzeko (MEA).