Nowy materiał do produkcji tańszych ogniw paliwowych
Elektrody dwubiegunowe (BP) to główny komponent systemów ogniw paliwowych z membraną do wymiany protonów (PEMFC), stanowiący około 80% ich objętości. Solidniejsze, cieńsze i lżejsze zdecydowanie obniżyłyby koszty produkcji PEMFC i pomogłyby zdobyć większą część rynku masowego. Finansowany ze środków UE projekt "Fuel cell stack assembly and diagnostics" (ELECTROCHEM) pozwolił naukowcom znaleźć sposób na obniżenie wielkości, wagi i kosztów produkcji stosu. Skupiono się na obniżeniu kosztów poprzez zachowanie istniejących materiałów i opracowanie nowych technologii wytwórczych, których zadaniem było zwiększenie efektywności i jakości. Zespół przystąpił do opracowania BP z grafitu ekspandowanego. Naukowcy oznakowali materiały grafitowe żywicą pod kątem ich właściwości mechanicznych, przewodności właściwej, odporności na korozję i kątów zwilżania. Materiały kompozytowe przygotowano metodą prasowania tłocznego i utwardzania. W porównaniu do BP wykonanych z komercyjnie dostępnych materiałów, te z kompozytu grafitowego przejawiają wyższą wytrzymałość materiałową i przewodność właściwą, a także niższy opór właściwy i sztywność. Ponadto są cieńsze i lżejsze. Wyprodukowane elektrody scharakteryzowano także pod kątem ich wydajności elektrochemicznej w warunkach pracy ogniwa paliwowego zgodnie z protokołami testowymi ogniw paliwowych. Naukowcy wykonali pomiary na zespole elektrod membranowych (MEA). Przy grubości BP rzędu 1,5 mm, udało im się uzyskać wydajność na poziomie 1 W/cm2. Uzyskanie mocy netto rzędu 100 W wymaga zatem 25 MEA. Projekt ELECTROCHEM pozwolił Turcji wykazać się w dziedzinie technologii energii wodorowej. Umożliwił także instytutowi partnerskiemu zwiększyć jego potencjał, testując i charakteryzując nie tylko BP, ale także inne materiały PEMFC. To powinno pomóc rozwinąć technologię ogniw paliwowych i nadać impet badaniom materiałowym w przyszłości.
Słowa kluczowe
Ogniwo, elektroda dwubiegunowa, ogniwo paliwowe z membraną do wymiany protonów, stos ogniw paliwowych, diagnostyka, grafit ekspandowany, materiał kompozytowy, przewodność właściwa, opór właściwy, wydajność elektrochemiczna, zespół elektrody membranowej, e
