Introduktion til forberedelsesprocessen for PEM- og AEM -membranelektroder

Membranelektrode (Noget) er en nøglekomponent i AEM Electrolyzer,PEM Electrolyzerog brintbrændselscelle. Membranelektrodesammensætningen af ​​de tre produkter er ens, inklusive protonudvekslingsmembran/anionudvekslingsmembran, katalysatorlag og gasdiffusionslag; gasdiffusionslaget afPEM Electrolyzerer titaniumnet, mens AEM Electrolyzer er erstattet af nikkelnet

Skematisk diagram over membranelektrodestruktur

I. Forberedelsesproces af MEA -kernekomponenter

1. Protonudvekslingsmembran

Membranelektroder anvendt i brændselsceller ogPEM -elektrolysereBrug genereltProtonudvekslingsmembraner, som hovedsageligt er fremstillet af perfluorosulfonsyreharpiksmembraner. Produktionsprocessen for perfluorosulfonsyreharpiksmembraner med forstærkningslag er ens. Den største forskel mellem produkterne er tykkelsen. Protonudvekslingsmembranen af ​​brændselsceller er tyndere end den afPEM -elektrolysere.

Forberedelsesprocessen for protonudvekslingsmembraner er generelt at bruge et dobbelt die -hoved til at fremstille en belægning på basismembranen først, fastgør et forstærkningslag og derefter påføre et lag harpikopløsning, tør det og derefter udføre efterfølgende behandling.

Forberedelsesproces med protonudvekslingsmembran

2. Anion Exchange Membrane

Forberedelsesprocessen for anionmembran uden forstærkningslag er relativt enkel. Ud over den traditionelle støbemetode kan den også tilberedes ved belægning, det vil sige direkte belægning på basismembranen og udjævne den og derefter tørre den.

Forberedelsesproces af anionbyttermembran

Ii. MEA -forberedelsesproces

I øjeblikket vedtager membranelektroden genereltCCMProces, det vil sige, at katalysatoropslæmningen er direkte deponeret på protonudvekslingsmembranen/anionbyttermembranen. Denne procesrute forbedrer brugsgraden og holdbarheden af ​​katalysatoren i en vis grad. Det er membranelektrodeprocesruten med en høj grad af kommercialisering og har opnået masseproduktion.

Det første trin i fremstillingsprocessen med membranelektrode er papirmasse. Dette trin ligner de tre produkter. Efter papirmasse udføres coating, fem-i-en, varm presning, detektion af lufttæthed og andre processer. Siden begge deleProtonudvekslingsmembranOg anionmembranen har egenskaberne ved hævelse, belægningen bruger generelt overførselsprocessen, det vil sige, at opslæmningen først påføres overførselsmembranen og overføres derefter til protonudvekslingsmembranen eller anionbyttermembranen.

Slurry forberedelsesproces

PEM Electrolyzer membranelektrodeforberedelse CCM -proces

AEM Electrolyzer Membrane Electrode Preparat CCM -proces

I AEM -membranelektrodepræparationsprocessen er katode- og anodekatalysatorlagene opslæmmer lavet af katalysatorer, hydrofile materialer/hydrofobe materialer og ionomerer. Katalysatorerne inkluderer ædle metal PGM'er og ikke-dyreagtige metalkatalysatorer, såsom molybdænisulfid til katoden og nikkel-jern lagdelt dobbelt hydroxid til anoden.

Derudover er der en anden præparatproces for membranelektroder til AEM -elektrolysere, som er CCS -metoden, hvor katalysatoren deponeres på et underlag, såsom et gasdiffusionslag eller et porøst transportlag.

Hovedprocessen kan udtrykkes som følger: Ved katalysens afslutning afsættes katalysatorbelægningen på kulstofklæden, og ved anodens ende kan katalysatorbelægningen deponeres på nikkelskummet, som kan påføres ved at sprøjte eller spalte ekstrudering; Efter at belægningen er påført, stables carbonklud, nikkelskum og anionmembran sammen ved at dispensere for at opnå en membranelektrode.

CCS -metoden er let at kontrollere fremstillingsprocessen og danner et solidt og stabilt katalysatorlag; CCM -metoden forbedrer kontakten mellem katalysatorlaget og membrangrænsefladen og forbedrer ionledningsevnen, men katalysatorlagets struktur er ustabil, hvilket påvirker stabiliteten af ​​ionmembranen, og membranoverfladen kan ændres under katalysatoraflejringsprocessen. Den faktiske produktionsproces kan vælge en passende procesrute i henhold til applikationsscenariet.