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氢电池GDL扩散层(Gas Diffusion Layer)涉及的烘烤工艺简介

氢电池GDL扩散层(Gas Diffusion Layer)是质子交换膜燃料电池中的重要组成部分,位于催化剂电极(CL)和双极板(BP)之间。GDL的作用主要是促进氢气和氧气在电池电极之间的传输和反应,为氢氧反应气体提供到达CL的路径,为生成水提供排泄的路径,实现CL和BP之间的电气连接,以及帮助散掉一部分的热量。GDL通常由导电材料和多孔材料构成,具有导电性、气体通透性和液体传输性能。

GDL扩散层在氢电池中具有以下几个主要功能:
● 气体传输:GDL扩散层具有良好的气体通透性,可以促进氢气和氧气的传输。它可以均匀分布气体,并将其传输到电极反应区域,以促进氧气还原和氢气氧化反应的进行。
● 液体传输:GDL扩散层还具有一定的液体传输性能,可以将水分和反应产物从电极反应区域排出,以保持反应的顺利进行。
 导电性:GDL扩散层通常采用导电材料制成,可以提供电子导电路径,以促进电子在电极之间的传输,从而提高电池的效率。
 支撑和保护:GDL扩散层还可以为电极提供支撑和保护作用,防止电极变形和损坏。

GDL扩散层在氢电池中的选择和设计需要考虑气体和液体传输性能、导电性能、耐腐蚀性能等因素,并与其他电池组件相匹配,以实现高效、稳定和可靠的氢电池性能。

GDL材料需要具备以下特性:
● 高的孔隙率和适宜的孔径分布,以便于气体扩散。
● 良好的导热性能,能够在反应过程中将热量传导到双极板,防止膜电极温度过高。
● 足够的机械强度,能够支撑催化剂电极和质子交换膜,防止在运行过程中出现损坏。
● 良好的导电性能,能够实现催化剂电极和双极板之间的电气连接。
● 良好的亲水性能,能够使反应生成的水顺利通过GDL排出。
● 在评价GDL的性能时,平博88通常会根据极化曲线、流体传输特性、导电性、孔结构以及亲水或憎水性能等物理手段进行表征。

生产制作氢电池GDL扩散层通常需要使用烘烤设备,工艺流程包含:

切碎碳纤维——形成碳纸——碳纸树脂浸渍——石墨化——憎水处理——烧结微孔层——与前制程形成的MEA贴合。


● 材料预处理:隧道炉可以用于对GDL扩散层所使用的导电材料和多孔材料进行预处理。例如,可以在隧道炉中进行煅烧,以去除材料中的杂质和挥发物,并提高材料的导电性和稳定性。
● 材料成型:隧道炉还可以用于GDL扩散层材料的成型。例如,可以通过热压或热浸渗等方式,在隧道炉中对导电材料和多孔材料进行成型,以形成GDL扩散层的整体结构。
 烧结和热处理:完成成型后,GDL扩散层通常需要进行烧结和热处理,以提高其稳定性和导电性能。隧道炉可以提供高温环境,使材料在一定温度下进行烧结和热处理,以促进材料的结晶和物理化学反应。


20230825氢电池GDL扩散层(Gas-Diffusion-Layer)涉及的烘烤工艺简介