“热定型”膜电极的制备工艺

  • 发布时间:2024-04-01 15:15:43,加入时间:2011年05月06日(距今4775天)
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“热定型”膜电极,膜电极是燃料电池多相物质传输和电化学反应场所,决定着燃料电池的性能、寿命以及成本,主要有催化剂、质子交换膜、气体扩散层以及边框一体化制备而成。膜电极的原材料与制备工艺一直是燃料电池领域的核心技术。

“热定型”膜电极技术能极大地优化电化学反应微观结构,提升电性能。同时,采用膜电极边框加固技术,提升燃料电池发电寿命。

质子交换膜

质子交换膜在燃料电池中起到隔绝正负极和传导氢离子的作用,需要具有以下条件:1良好的质子电导率;2水分子在膜中的电渗透作用小;3气体透过率低;4电化学稳定性好;5干湿转换性能好;6具有一定的机械强度;7可加工性好,价格适中。

质子交换膜主要生产厂家及特点如表1所示。1长支链全氟磺酸膜,以美国杜邦(Dupont)公司的Nafion系列为代表,包括日本旭化成公司的Aliciplex、日本旭硝子公司的Flemion、日本氯工程公司的C系列、国内山东东岳集团(以下简称“东岳”)的DF系列膜等,是目前市场接受度和应用度zui广的质子交换膜;2短支链全氟磺酸膜,代表型产品为苏威集团(Solvay)的Hyflon和陶氏化学的XUS-B204膜,其主要特点是具有更高的结晶度和玻璃化温度,适宜更高温度的燃料电池,以提高催化剂活性和抗一氧化碳(CO)中毒的问题,但目前的制备过程较为复杂,尚未完全实现产业化生产;3复合膜,以美国戈尔(Groe)公司的Gore-select和美国3M公司的PAIF系列为主,通过聚四氟乙烯和杂多酸进行杂化,降低氟化程度和对水分的依赖性,在移动电源和低水环境应用具有较好的性能。

重点是怎么解决目前的老工艺,采用新型工艺改善交换膜结构,从而降低成本。上海依肯机械可以很好的利用设备自身的新工艺去制备交换膜,降低成本的投入。

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目前问题的所在点:

燃料电池膜电极的核心技术与国外尚有差距,而且本身成本虚高;氢能的使用成本优势并不明显。要想燃料电池真正的实现产业化,首要任务就是降低成本,其一是降低氢能的使用成本,包括使用更廉价的制氢原料和工艺,寻找更有效的储氢和输氢方式;其二是加氢站建设成本的降低,提高基建设施的补贴促进加氢站的布局,从另一个角度推动燃料电池汽车产业化的进程;其三是降低燃料电池的生产成本,包括质子交换膜结构的改善,进一步降低铂催化剂用量甚至使用非铂催化剂,以及各零部件的规模化生产。其次是关键材料的国产化,包括核心技术的突破和简化工艺降低门槛,寻求性能与成本之间的平衡。zui后是在终端应用市场通过补贴抢占在私家车和长途运输领域的市场,特别是以燃料电池与其他能源结合的方式快速打开缺口,以点带面,真正实现燃料电池的完全产业化。

上海依肯CMSD2000系列研磨分散机,可以很好的解决这个问题。CMSD2000系列的胶体磨(锥体磨)分散头的组合,可以先将xx混合物(配入溶剂和分散剂)研磨细化,然后再经过分散头,进行分散。这样既可以细化又可以避免团聚的现象,为行业提供了强有力的设备力量。物料既可以有效分散,又可以防止团聚。这样的设计既具有胶体磨的研磨功能,又可以将物料由粗磨细;研磨后的物料经过下端的分散头(乳化头,均质头),瞬间均匀分散乳化,形成均一体系。

研磨机有一定输送能力,对高固含量有一定粘稠度物料,设计了符合浆液流体特性的特殊转子,进行物料的推动输送;所有与物料接触部位均为316L不锈钢,机座采用304不锈钢;特殊要求如:硬度较大物料,对铁杂质要求严苛的物料,管道有一定压力并且需不间断运转的工况,可选磨头喷涂碳化物或陶瓷;腔体外有夹套设计,可通冷却或者升温介质。

研磨分散机的性能特点:

1.线速度很高,剪切间隙非常小,当物料经过的时候,形成的摩擦力非常强烈,通常所说的超细湿磨

2.定转子被制成圆椎形,具有精细度递升的三级锯齿突起和凹槽。

3.定子可以无限制的被调整到所需要的与转子之间的距离

4.在增强的流体湍流下,凹槽在每级都可以改变方向。

5.高质量的表面抛光和结构材料,可以满足不同行业的多种要求。

6.采用优化设计理念,将先进的技术与创新的思维有效融合,并体现在具体的设备结构设计中,为设备稳定运行提供了保证.

7.通过梳齿状定子切割破碎,缝隙疏密决定细度大小,超高线速度的吸料式叶轮提供超强切割力,纤维湿法研磨破碎.

8.采用整体式机械密封,zui大程度上解决了高速运转下的物料泄漏以及冷却介质污染等问题,安装与更换方便快捷.

9.采用国际先jin的受控切割技术,将纤维类物料粉碎细度控制在设定范围之内,满足生产中的粗、细及超细湿法粉碎的要求.

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