مقدمة لطلاء الكربون للوحة ثنائية القطب لخلية الوقود

خلية الوقود ذات غشاء تبادل البروتون (PEMFC): عبارة عن جهاز لتوليد الطاقة يستخدم غشاء بوليمر موصل للبروتون كإلكتروليت لتحويل الطاقة الكيميائية الموجودة في الوقود مباشرة إلى طاقة كهربائية من خلال تفاعل كهروكيميائي. تتمتع خلية الوقود بكفاءة عالية في توليد الطاقة، وتلوث بيئي منخفض، وضوضاء منخفضة وموثوقية عالية، وتولي الإدارات والخبراء المعنيون في بلدي أهمية كبيرة لخلايا الوقود ويؤكدون على أهمية وضرورة البحث والتطوير المستقل لأنظمة خلايا الوقود.

يظهر الشكل التركيب الهيكلي لـ PEMFC، والذي يتكون بشكل أساسي من مكونات أساسية مثل غشاء تبادل البروتون (المنحل بالكهرباء)، وطبقة المحفز، وطبقة انتشار الغاز، واللوحة ثنائية القطب. يتم تحضير طبقة انتشار الغاز وطبقة المحفز وغشاء البوليمر بالكهرباء من خلال عملية ضغط ساخنة للحصول على مجموعة قطب كهربائي غشائي (MEA).

يلعب غشاء تبادل البروتونات الموجود في المنتصف أدوارًا متعددة تتمثل في توصيل البروتونات (H+)، ومنع نقل الإلكترون، وعزل تفاعلات الكاثود والأنود؛ طبقات المحفز على كلا الجانبين هي المكان الذي يخضع فيه الوقود والمادة المؤكسدة للتفاعلات الكهروكيميائية. وتتمثل المهام الرئيسية لطبقة انتشار الغاز في دعم طبقة المحفز، وتحقيق الاستقرار في هيكل القطب، وتوفير قنوات نقل الغاز وتحسين إدارة المياه؛ تتمثل الوظيفة الرئيسية للوحة ثنائية القطب في فصل غازات التفاعل وإدخال غازات التفاعل إلى خلية الوقود من خلال مجال التدفق، وجمع التيار وتوصيله، ودعم القطب الغشائي، والقيام بوظائف تبديد الحرارة والصرف لخلية الوقود بأكملها .

وفي سياق التحول العالمي للطاقة المنخفضة الكربون، ستصبح الطاقة الهيدروجينية، باعتبارها طاقة ثانوية نظيفة، أحد مصادر الطاقة الرئيسية في مجتمع المستقبل. يمكن لخلايا الوقود تحويل الطاقة الكيميائية للطاقة الهيدروجينية بكفاءة إلى طاقة كهربائية. التطور السريع لتطوير تكنولوجيا خلايا الوقود هو الهدف الأساسي لهذه الصناعة. تشمل التطبيقات الحالية لخلايا الوقود السيارات والسفن والطيران ومحطات الطاقة وما إلى ذلك. وقد تم طرح متطلبات الاستقرار العالي والمتانة العالية لأداء خلايا الوقود والألواح ثنائية القطب على التوالي. باعتبارها المكون الأساسي لخلايا الوقود، أصبحت الألواح المعدنية ثنائية القطب المغلفة واحدة من التقنيات الرئيسية التي تحتاج الصناعة للتغلب عليها.

تشمل الطلاءات المتاحة حاليًا للتطبيقات التجارية الطلاءات المعدنية الثمينة والطلاءات الكربونية. يستخدم مصدر هيدروجين نجم سيدروجين طبقة فريدة من نوعها من الكربون التي أعدتها FCVA (تقنية القوس الفراغي الكاثودي المفلتر الفني) التي تتمتع بخصائص ممتازة تتجاوز المعادن الثمينة ويمكن تطبيقها على مجموعة متنوعة من سيناريوهات خلايا الوقود.

1. SydroDIAMOND® (طلاء لوحة معدنية ثنائية القطب لخلايا وقود PEM، وهي طبقة نبيلة ثنائية القطب خالية من المعادن تعمل على تحسين موصلية المادة وتحمي الركيزة من التخميل.) يمر طلاء الكربون. تم اختبار محطة العمل الكهروكيميائية دون اتصال بالإنترنت تحت تشغيل محاكاة PEMFC شروط لتقييم متانتها. تم استخدام جهاز اختبار مقاومة التلامس للاختبار تحت ضغط 1.0MPa لتقييم موصليته.

1) باعتباره موصلًا جيدًا، يتمتع الذهب بموصلية كهربائية جيدة، كما يتمتع طلاء الكربون SydroDIAMOND® بموصلية كهربائية مماثلة لطلاءات المعادن الثمينة؛

2) تظهر نتائج اختبار الاستقطاب أن طلاء الكربون SydroDIAMOND® لديه قدرة أعلى على التآكل وتيار تآكل أقل بشكل عام؛

3) عند اختباره بقدرة عالية ثابتة تبلغ 1.80 فولت، يتمتع طلاء الكربون SydroDIAMOND® بمقاومة أفضل للتآكل؛

4) عند اختباره عند جهد منخفض ثابت يبلغ 0.84 فولت، يتمتع طلاء الكربون SydroDIAMOND® بمتانة مماثلة للمعادن الثمينة؛

5) قم بإجراء اختبار CP على المحلول بعد الاختبار الكهروكيميائي لتحليل كمية الترسيب الأيوني. تبلغ كمية الترسيب الأيوني لطلاء المعدن الثمين 286 بيكوغرام/لتر، والترسيب الأيوني لطلاء الكربون SydroDIAMOND® أقل من 30 ميكروغرام/لتر، والذي يتمتع بقدرة ممتازة على مقاومة الترسيب الأيوني.

2. أرسل ألواح SydroDIAMOND® المطلية بالكربون إلى ZBT وقم بتجميعها في خلية الوقود لإجراء اختبار القياس. بعد الاختبار لما يقرب من 500H عند جهد 0.6 فولت، أظهرت النتائج أن اللوحة غير المطلية تتمتع بأقل أداء لإخراج البطارية.

يتمتع طلاء الكربون SydroDIAMOND® بأداء إخراج أفضل من الطلاء المعدني الثمين. وفي الوقت نفسه، وبالنظر إلى التوهين، يُظهر طلاء الكربون SydroDIAMOND® ثباتًا أفضل.

تقنية FCVA الخاصة بشركة Star Hydrogen Source قادرة على ترسيب أيونات نقية عالية الطاقة بنسبة 100% على مجموعة متنوعة من ركائز المواد. تعمل تقنية الطلاء هذه على تحسين خصائص المواد بشكل كبير (مثل الأداء الكهروكيميائي، ومقاومة التآكل) مع تصفية الجزيئات الكبيرة غير المرغوب فيها التي تؤثر على جودة الطلاء وسلامته. يمكن تعديل الطلاءات وتحسينها بدقة وفقًا للتطبيق.

تتم عملية الطلاء في درجات حرارة قريبة من درجة حرارة الغرفة، مما يضمن كفاءة أكبر في استخدام الطاقة. بالإضافة إلى المواد التقليدية مثل المعادن، يمكن تطبيق تقنية الطلاء الفراغي على مجموعة واسعة من الركائز التقليدية مثل البلاستيك والمطاط والسيراميك.

تم تطبيق تقنية FCVA الخاصة بشركة Star Hydrogen Source على الإنتاج واسع النطاق في العديد من الصناعات مثل 3C (الكمبيوتر والاتصالات والإلكترونيات الاستهلاكية)، والسيارات، والهندسة الدقيقة والطباعة.

ومن خلال استخدام تقنيات المواد الأساسية، تقدم "سيدروجين" مزايا عبر سلسلة قيمة الهيدروجين من حيث الأداء والمتانة والتكلفة لمكونات خلايا الوقود الرئيسية.

تتميز ألواح SydroDIAMOND® ثنائية القطب المطلية بالكربون بموصلية كهربائية ممتازة، ومقاومة عالية للتآكل، ومتانة محتملة منخفضة، ومقاومة لتآكل أيونات الكلوريد، وانخفاض هطول أيونات الحديد ومزايا أخرى، وهي مناسبة لسيناريوهات تطبيقات خلايا الوقود المتنوعة. لقد اجتازت الألواح ثنائية القطب المطلية بالكربون SydroDIAMOND® اختبارات على العديد من العملاء، بما في ذلك الاختبارات غير المتصلة بالإنترنت، واختبارات مقاعد البدلاء، واختبارات وظائف النظام، والعمليات الفعلية للحافلات، والشاحنات الثقيلة، ومحطات الطاقة الثابتة، وما إلى ذلك. وكانت تعليقات العملاء جيدة.

بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لاستخدام معالجة المواد الكربونية منخفضة التكلفة والإنتاج المستمر للخط، تتمتع ألواح SydroDIAMOND® ثنائية القطب المطلية بالكربون بمزايا واضحة من حيث التكلفة. بعد التكرار التكنولوجي، مع ضمان الأداء، يتمتع أحدث جيل من الطلاءات بأداء أفضل وتكاليف إنتاج ضخمة أقل، مما يعزز المزيد من خفض التكاليف وتحسين الكفاءة.

إن شركة Star Hydrogen (Shanghai) Technology Co., Ltd. (المشار إليها فيما يلي باسم "Star Hydrogen") هي مشروع مشترك أنشأته NANOFILM TECHNOLOGIES INTERNATIONALLIMITED، الشركة الرائدة في آسيا في توفير حلول المواد المتقدمة في مجال التكنولوجيا العميقة، وTemasek EMASEK HOLDINGS. تقوم شركة Star Hydrogen Star Hydrogen Source بتطوير وتصنيع المكونات والمنتجات والأنظمة لخلايا الوقود والمحللات الكهربائية، مما يوفر تقنيات مبتكرة إلى السوق لتحقيق تحول الطاقة الخضراء. يقع المقر الرئيسي لشركة Star Hydrogen Source في سنغافورة وتتمتع بخبرة غنية في مجال تكنولوجيا الطاقة الهيدروجينية. تتعاون Star Hydrogen Source أيضًا مع الشركات الرائدة في سنغافورة بالتعاون مع الجامعات لتسويق أحدث التقنيات من خلال منتجاتنا، وتقع معدات الطلاء وتكنولوجيا الطلاء الخاصة بـ Star Hydrogen Source في مصنعنا في شنغهاي، مع مركز مستقل لاختبار التطوير والتحقق من التكنولوجيا لمواد الطاقة الهيدروجينية و الأجزاء الرئيسية، بمساحة إجمالية للمصنع تبلغ 5000 متر مربع ويعمل بها حاليًا أكثر من 100 موظف.

عرض المزيد