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另一种是从膜电极和催化层结构的角度出发,通过寻找新的膜电极制备方法和制备工艺来改善efc性能。这种方式涉及因素广,能从整体上协调反应进程,提高燃料电池性能,进而成为研究的重点。
米国能源部提出车用膜电极技术指标是成本小于14美刀千瓦;耐久性要达5000小时;额定功率下功率密度达到12。
按此要求,贵金属铂的总用量应小于0125毫克每平方厘米,09v时电流密度应达到044a/。
目前性能最好的膜电极是由3公司研发的纳米结构薄膜nstf电极,其铂含量可降至015g2,但容易发生水淹,需解决耐久性问题;
国内推出膜电极产品并对外销售的企业并不多,技术水平与国外存在较大差距。
制备价格低廉、性能高、耐久性好的膜电极成为世界各国研究人员广泛关注的热点研究课题。
妮塔莉亚介绍着相关的信息,苏鑫也意识到了。
“看来,我们直接从3那里下手就行了吧,他们既然有现成的东西,拿过来模仿一番,总是问题不大?”苏鑫忽然说了句。
对此,妮塔莉亚没有回复他,反而翻个大白眼。
先不说他们不对外单独销售膜,就是买来组建进行逆向研发,也会涉及到大量的技术壁垒,你确定真的要那么做?
“嗯……”
苏鑫哼唧一番,没有说话。
其实也能办成,人类做不到的事情,小卫士能完美的解决。
但是吧……
如果只是拿到3的产品,绕开专利并且进行同路线仿制,只会被同行们笑掉大牙。
毕竟,他们承接的是一个要改善现有材料,成为世界第一的项目。
如果单纯的逆向工程,太不像话。
“那我们自己做的难度在哪里?”取巧不成的话,只能够自己想办法。
妮塔莉亚翻翻资料,找出来制备的办法。
“你看,这里是发展历史主流的方法。按照潮流来说,或许最新的方法是我们的突破口。”
传统膜电极制备方法根据支撑体的不同可以分为两类
一类是 s法,是将催化剂活性组分直接涂覆,分别制备出涂布了催化层的阴极和阳极,然后用热压法将他们压制在e两侧得到a。
另一类是法,是将催化剂活性组分涂覆在质子交换膜两侧,再将阴极和阳极分别贴在两侧经热压得到a。
s法制备a的优点在于制备工艺相对简单成熟,制备过程利于气孔形成,e也不会因“膜吸水”而变形。缺点是制备过程中催化剂容易渗透中,造成催化剂浪费和较低的催化剂利用率。另外,内部结合力也通常较差,界面阻力大。
法能够有效提高催化剂利用率、大幅度降低质子传递阻力,成为当前主流技术。
无论是s法还是法,制备过程中都需要将催化剂活性组分负载到支撑体上,按照具体的涂覆方式,可以分为转印法、刷涂法、超声喷涂法、丝网印刷法、溅射法、电化学沉积法等。
使用比较多的是转印法、电化学沉积法、超声喷涂法。
转印法是以前采用较多的办法,目前渐渐放弃。
电化学沉积法高效、精确、可扩展,在保证燃料电池性能的前提下,能够有效降低金属铂的负载量,那是膜电极制造的主要成本来源。
但是,他缺点也很明显,就是沉积的催化剂颗粒粒径较大且大小不均,并且还有团聚的现象。
超声喷涂法是近几年才发展起来的制备方法,将催化剂浆料在超声浴中震荡,分散均匀,然后再在超声条件下喷涂到支撑体上。
并且,可以通过自动化超声喷涂法快速重复制备,优点明显
调控超声频率,能使喷出