CCM膜电极是氢燃料电池中的核心部件

2024-02-19 09:12

CCM膜电极是一种将催化剂浆料直接涂覆于质子交换膜表面而形成的三合一组件,也被称为CCM。它主要由阳极催化剂层、质子交换膜和阴极催化剂层组成。


在质子交换膜燃料电池(PEMFC)工作时,CCM不仅需要有传输水和气体的通道,还需要有质子和电子的传输通道,这就要求CCM构成部件的材料和结构能够满足相应的功能。CCM膜电极对PEMFC的输出功率、能量密度分布及工作寿命有着决定性的影响。


此外,CCM膜电极的制备工艺相对简单,首先将Pt基催化剂(例如Pt/C)、聚合物(例如Nafion)和溶剂混合在一起,分散均匀后制成了催化剂浆料。然后将催化剂浆料涂到质子交换膜两侧得到了CCM。将CCM和两层气体扩散层(GDL)热压,就形成了CCM膜电极。这种制备方法使得CCM膜电极的催化剂利用率高,能够有效降低物料成本。

然而,CCM膜电极也存在一些问题,如涂覆在扩散层表面的催化剂的含量难以控制,催化剂渗透到扩散层内不能发挥电催化的作用,以及扩散层和质子交换膜接触界面在长时间使用过程中可能形成催化剂的局部剥离等。


总的来说,CCM膜电极是氢燃料电池中的核心部件,其性能、寿命和成本对燃料电池的性能和使用具有重要影响。随着技术的不断进步,CCM膜电极的制备工艺和性能也在不断优化和提升。


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