Les principaux composants d'une pile à combustible sont : l'électrode, la membrane électrolytique, le collecteur de courant, etc.
1, électrode
L'électrode d'une pile à combustible est un site de réaction électrochimique où le combustible subit une réaction d'oxydation et l'oxydant subit une réaction de réduction. La clé de ses performances réside dans les performances du catalyseur, du matériau de l'électrode et du processus de fabrication de l'électrode.
L'électrode peut être divisée en deux parties, l'une est l'anode et l'autre est la cathode. L'épaisseur est généralement de 200 à 500 mm. La structure est différente de l'électrode plate de la batterie ordinaire en ce que l'électrode de la pile à combustible est une structure poreuse, elle est donc conçue pour être poreuse. La principale raison de cette structure est que la plupart des combustibles et oxydants utilisés dans la pile à combustible sont des gaz (tels que l'oxygène, l'hydrogène, etc.) et que la solubilité du gaz dans l'électrolyte n'est pas élevée. Afin d'augmenter la densité de courant de travail réelle de la pile à combustible et de réduire la polarisation, des électrodes avec des structures poreuses ont donc été développées pour augmenter la surface des électrodes impliquées dans la réaction. C'est aussi l'une des principales raisons pour lesquelles les piles à combustible peuvent passer du stade de la recherche théorique au stade pratique.
À l'heure actuelle, les électrodes des piles à combustible à haute température sont principalement constituées de matériaux catalytiques, tels que le Y2O3-stabilisé-ZrO2 (YSZ en abrégé) des piles à combustible à oxyde solide (en abrégé SOFC) et les électrodes à oxyde de nickel pour les piles à combustible à carbonate fondu ( en abrégé MCFC), etc. , Et les piles à combustible à basse température sont principalement composées d'une fine couche de matériau catalyseur supporté par une couche de diffusion de gaz, telle que les électrodes de platine des piles à combustible à acide phosphorique (appelées PAFC) et l'échange de protons piles à combustible à membrane (appelées PEMFC). [4]
2, diaphragme électrolytique
La fonction principale de la membrane électrolytique est de séparer l'oxydant et l'agent réducteur, et de conduire les ions, donc plus la membrane électrolytique est fine, mieux c'est, mais la résistance doit également être prise en compte. En ce qui concerne la technologie actuelle, l'épaisseur générale est de l'ordre de quelques dizaines de millimètres à des centaines de millimètres. ; Quant au matériel, il existe actuellement deux directions de développement. L'une consiste à fabriquer d'abord un diaphragme poreux avec des matériaux isolants tels qu'un film d'amiante, un film de carbure de silicium SiC, un film d'aluminate de lithium (LiAlO3), puis de l'immerger dans du carbone lithium-potassium fondu. Le sel, l'hydroxyde de potassium et l'acide phosphorique, etc., le font adhérer aux pores du diaphragme, et l'autre consiste à utiliser une résine d'acide perfluorosulfonique (telle que PEMFC) et YSZ (telle que SOFC).
3, collectionneur
Le collecteur est également appelé plaque bipolaire, qui a pour fonctions de collecter le courant, de séparer l'oxydant et l'agent réducteur et de canaliser le gaz de réaction. Les performances du collecteur dépendent principalement de ses caractéristiques matérielles, de la conception du champ d'écoulement et de la technologie de traitement.
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