ईंधन सेल झिल्ली इलेक्ट्रोड का वर्तमान विकास

मेम्ब्रेन इलेक्ट्रोड (MEA) ईंधन सेल का मुख्य घटक है, जो गैस प्रसार परत, उत्प्रेरक परत और प्रोटॉन एक्सचेंज झिल्ली से बना होता है। यह न केवल मल्टीफ़ेज़ सामग्री संचरण का स्थान है, बल्कि ईंधन सेल की रासायनिक प्रतिक्रिया का स्थान भी है। इसका बैटरी के समग्र रासायनिक प्रदर्शन पर सीधा प्रभाव पड़ता है, और इसकी लागत रिएक्टर की लागत का 70% होती है।तो झिल्ली इलेक्ट्रोड को ईंधन सेल "चिप" के "दिल" के रूप में भी जाना जाता है।

सामान्यतया, आदर्श झिल्ली इलेक्ट्रोड में उच्च शक्ति घनत्व, कम प्लेटिनम भार, लंबी स्थायित्व और सेवा जीवन और अन्य प्रदर्शन विशेषताओं की आवश्यकता होती है। अमेरिकी ऊर्जा विभाग की आवश्यकता है कि वाहन झिल्ली इलेक्ट्रोड का स्थायित्व 2020 तक €5000h होना चाहिए।पावर डेंसिटी â¥1W/cm2 रेटेड पावर।

झिल्ली इलेक्ट्रोड के प्रत्येक घटक के संदर्भ में, प्रोटॉन एक्सचेंज मेम्ब्रेन (पीईएम) मुख्य रूप से पेरफ्लुओरोसल्फोनिक एसिड झिल्ली है, जबकि अन्य समग्र झिल्ली, अत्यधिक चयनात्मक झिल्ली, ग्राफीन संशोधित झिल्ली, उच्च तापमान झिल्ली और क्षारीय झिल्ली अभी भी अनुसंधान चरण में हैं, जो हैं अनुसंधान हॉटस्पॉट और हाल के वर्षों में सीमांत दिशा।

उत्प्रेरक मुख्य रूप से प्लैटिनम आधारित है। वर्तमान में, मुख्यधारा की उत्प्रेरक परत प्लैटिनम-कार्बन उत्प्रेरक है, जो सक्रिय कार्बन पर प्लैटिनम द्वारा समर्थित उत्प्रेरक है।हालांकि, प्लैटिनम दुर्लभ संसाधनों और उच्च लागत के साथ एक कीमती धातु है, कम प्लैटिनम उत्प्रेरक और प्लेटिनम मुक्त गैर-कीमती धातु उत्प्रेरक का विकास भविष्य में झिल्ली इलेक्ट्रोड उद्यमों के लिए महत्वपूर्ण दिशा माना जाता है।

गैस प्रसार परत उत्प्रेरक परत और प्रोटॉन एक्सचेंज झिल्ली के बीच सैंडविच होती है, जो चालन, गर्मी लंपटता और जल निकासी की भूमिका निभाती है। यह माइक्रोपोर लेयर और सपोर्ट लेयर से बना है। माइक्रोपोर परत कार्बन ब्लैक और हाइड्रोफोबिक एजेंट से बना है, और सहायक परत सामग्री मुख्य रूप से कार्बन पेपर है।

झिल्ली इलेक्ट्रोड की चार मुख्य तैयारी प्रक्रियाएं हैं, जो गर्म दबाने की विधि, ग्रेडिएंट विधि, सीसीएम और ऑर्डरिंग हैं।उनमें से, CCM, CCM बनाने के लिए प्रोटॉन एक्सचेंज मेम्ब्रेन के दोनों किनारों पर उत्प्रेरक को पहले कोट करने के लिए कॉइल टू कॉइल डायरेक्ट कोटिंग, स्क्रीन प्रिंटिंग, छिड़काव और अन्य तरीकों को अपनाता है, और फिर CCM के दोनों किनारों पर गैस प्रसार परत को गर्म करके दबाता है। फिल्म इलेक्ट्रोड बनाते हैं, जो वर्तमान में बाजार में सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला और व्यावसायिक रूप से परिपक्व तैयारी विधि है