1. Передумови паливних елементів з протонообмінною мембраною
Паливний елемент з протонною обмінною мембраною (PEMFC): це пристрій для вироблення електроенергії, який використовує протонопровідну полімерну мембрану як електроліт для безпосереднього перетворення хімічної енергії, присутньої в паливі, в електричну за допомогою електрохімічної реакції. Паливні елементи мають високу ефективність виробництва електроенергії, низьке забруднення навколишнього середовища, низький рівень шуму та високу надійність, відповідні департаменти та експерти в моїй країні надають великого значення паливним елементам і підкреслюють важливість і необхідність незалежних досліджень і розробки систем паливних елементів.
На малюнку показано структурний склад PEMFC, який в основному складається з основних компонентів, таких як протонообмінна мембрана (електроліт), шар каталізатора, газодифузійний шар і біполярна пластина. Газодифузійний шар, шар каталізатора та полімерна електролітна мембрана готуються за допомогою процесу гарячого пресування для отримання мембранного електродного вузла (MEA).
протонообмінна мембрана в середині виконує кілька функцій: проводить протони (H+), запобігає перенесенню електронів і ізолює катодні та анодні реакції; Шари каталізатора з обох сторін є місцем, де паливо та окислювач зазнають електрохімічних реакцій; Основними функціями газодифузійного шару є підтримка шару каталізатора, стабілізація структури електрода, забезпечення каналів передачі газу та покращення управління водою; Основною функцією біполярної пластини є розділення реакційних газів і введення реакційних газів у паливний елемент через поле потоку, збір і проведення струму, підтримка мембранного електрода та виконання функцій розсіювання тепла та дренажу всього паливного елемента. .
У контексті глобальної енергетичної низьковуглецевої трансформації воднева енергія, як чиста вторинна енергія, стане одним із основних джерел енергії в майбутньому суспільстві. Паливні елементи можуть ефективно перетворювати хімічну енергію водню в електричну. Швидкий розвиток технології паливних елементів Розробка є основною метою галузі. Сучасне застосування паливних елементів включає автомобілі, кораблі, авіацію, електростанції тощо. Вимоги щодо високої стабільності та високої довговічності були висунуті до продуктивності паливних елементів та біполярних пластин відповідно. Як основний компонент паливних елементів, металеві біполярні пластини з покриттям стали однією з ключових технологій, яку промисловість повинна подолати.
2. Продуктивність покриття
Покриття, які зараз доступні для комерційного застосування, включають покриття з дорогоцінних металів і вуглецеві покриття. Джерело водню Sydrogen star використовує унікальне вуглецеве покриття, виготовлене за допомогою FCVA (Technical Filtered Cathode Vacuum Arc Technology), має чудові властивості, окрім дорогоцінних металів, і може бути застосовано до різноманітних сценаріїв паливних елементів.
1. SydroDIAMOND® (металеве покриття біполярної пластини для паливних елементів PEM, біполярне покриття пластини без благородних металів, яке покращує провідність матеріалу та захищає підкладку від пасивації.) Вугільне покриття проходить. умови для оцінки його довговічності; контактний тестер опору використовувався для перевірки під тиском 1.0МПа, щоб оцінити його провідність.
1) Як хороший провідник золото має хорошу електропровідність, а вуглецеве покриття SydroDIAMOND® має електропровідність, порівнянну з покриттями з дорогоцінних металів;
2) Результати поляризаційних випробувань показують, що карбонове покриття SydroDIAMOND® має вищий потенціал корозії та загальний нижчий струм корозії;
3) Під час тестування при постійному високому потенціалі 1,80 В карбонове покриття SydroDIAMOND® має кращу стійкість до корозії;
4) Під час випробування при постійному низькому потенціалі 0,84 В вуглецеве покриття SydroDIAMOND® має порівнянну міцність із дорогоцінними металами;
5) Виконайте CP-тест на розчині після електрохімічного тесту, щоб проаналізувати кількість іонного осаду. Рівень іонного осадження покриття дорогоцінного металу становить 286 пг/л, а іонне осадження вуглецевого покриття SydroDIAMOND® становить менше 30 мкг/л, що має чудову здатність запобігати утворенню іонів.
2. Надішліть пластини з вуглецевим покриттям SydroDIAMOND® до ZBT і змонтуйте їх у паливний елемент для порівняльного тестування. Після тестування протягом майже 500H при напрузі 0,6 В результати показують, що пластина без покриття має найнижчу продуктивність акумулятора.
Карбонове покриття SydroDIAMOND® має кращі вихідні характеристики, ніж покриття з дорогоцінних металів. У той же час, дивлячись на загасання, карбонове покриття SydroDIAMOND® демонструє кращу стабільність.
3. Технічні переваги FCVA
Запатентована технологія FCVA компанії Star Hydrogen Source дозволяє осаджувати 100% чисті високоенергетичні іони на різних підкладках. Ця технологія покриття значно покращує властивості матеріалу (наприклад, електрохімічні характеристики, стійкість до корозії), водночас відфільтровуючи небажані великі частинки, які впливають на якість і цілісність покриття. Покриття можна точно налаштувати та оптимізувати відповідно до застосування.
Процес нанесення покриття відбувається при температурах, близьких до кімнатної, що забезпечує більшу енергоефективність. На додаток до традиційних матеріалів, таких як метали, технологія вакуумного покриття може бути застосована до широкого спектру традиційно складних підкладок, таких як пластик, гума та кераміка.
Технологія FCVA від Star Hydrogen Source була застосована для великомасштабного виробництва в багатьох галузях, таких як 3C (комп’ютери, комунікації та побутова електроніка), автомобілі, точне машинобудування та поліграфія.
Використовуючи технології базових матеріалів, Sydrogen забезпечує переваги в усьому ланцюжку вартості водню в продуктивності, довговічності та вартості ключових компонентів паливних елементів.
Біполярні пластини SydroDIAMOND® з вуглецевим покриттям мають відмінну електропровідність, високий потенціал корозійної стійкості, низький потенціал довговічності, стійкість до корозії іонами хлориду, низьке осадження іонів заліза та інші переваги та підходять для різноманітних сценаріїв застосування паливних елементів. Біполярні пластини з вуглецевим покриттям SydroDIAMOND® пройшли випробування на багатьох клієнтах, включаючи офлайн-тести, стендові випробування, функціональні тести системи, фактичну роботу автобусів, важких вантажівок, стаціонарних електростанцій тощо. Відгуки клієнтів були хорошими.
Крім того, завдяки використанню недорогої обробки вуглецевих матеріалів і безперервному лінійному виробництву біполярні пластини з вуглецевим покриттям SydroDIAMOND® мають очевидні переваги в ціні. Після технологічної ітерації, забезпечуючи продуктивність, останнє покоління покриттів має кращі характеристики та нижчі витрати на масове виробництво, сприяючи подальшому зниженню витрат і підвищенню ефективності.
4. Представлення компанії
Star Hydrogen (Shanghai) Technology Co., Ltd. (надалі «Star Hydrogen») є спільним підприємством, заснованим NANOFILM TECHNOLOGIES INTERNATIONALLIMITED, провідним в Азії постачальником передових матеріалів для глибоких технологій, і Temasek EMASEK HOLDINGS. Star Hydrogen Star Hydrogen Source розробляє та виробляє компоненти, продукти та системи для паливних елементів і електролізерів, виводячи на ринок інноваційні технології для досягнення екологічної трансформації енергії. Штаб-квартира Star Hydrogen Source розташована в Сінгапурі та має багатий досвід у водневих енергетичних технологіях. Star Hydrogen Source також співпрацює з провідними сінгапурськими університетами. Співпрацюючи з університетами для комерціалізації новітніх технологій за допомогою наших продуктів, обладнання для нанесення покриттів Star Hydrogen Source і технології покриття R&D розташовані на нашому заводі в Шанхаї з незалежним центром випробувань і верифікації технологій для водневих енергетичних матеріалів і ключових частин, із загальною площею заводу 5000 квадратних метрів і на даний момент має понад 100 співробітників.