1. Achtergrond van brandstofcellen met protonenuitwisselingsmembraan
Protonenuitwisselingsmembraanbrandstofcel (PEMFC): Het is een apparaat voor energieopwekking dat een protongeleidend polymeermembraan als elektrolyt gebruikt om de chemische energie die in de brandstof aanwezig is, via een elektrochemische reactie direct om te zetten in elektrische energie. De brandstofcel heeft met een hoge efficiëntie op het gebied van energieopwekking, lage milieuvervuiling, laag geluidsniveau en hoge betrouwbaarheid, relevante afdelingen en deskundigen in mijn land veel belang gehecht aan brandstofcellen en benadrukken het belang en de noodzaak van onafhankelijk onderzoek en ontwikkeling van brandstofcelsystemen.
De structurele samenstelling van PEMFC wordt weergegeven in de figuur, die voornamelijk bestaat uit kerncomponenten zoals protonenuitwisselingsmembraan (elektrolyt), katalysatorlaag, gasdiffusielaag en bipolaire plaat. De gasdiffusielaag, de katalysatorlaag en het polymeerelektrolytmembraan worden vervaardigd door middel van een warmpersproces om een membraanelektrodesamenstel (MEA) te verkrijgen.
Het protonenuitwisselingsmembraan in het midden speelt de meerdere rollen van het geleiden van protonen (H+), het voorkomen van elektronenoverdracht en het isoleren van kathode- en anodereacties; De katalysatorlagen aan beide zijden zijn de plaats waar brandstof en oxidatiemiddel elektrochemische reacties ondergaan; De belangrijkste functies van de gasdiffusielaag zijn het ondersteunen van de katalysatorlaag, het stabiliseren van de elektrodestructuur, het verschaffen van gastransmissiekanalen en het verbeteren van het waterbeheer; De belangrijkste functie van de bipolaire plaat is het scheiden van de reactiegassen en het inbrengen van de reactiegassen in de brandstofcel via het stromingsveld, het verzamelen en geleiden van stroom, het ondersteunen van de membraanelektrode en het uitvoeren van de warmtedissipatie- en drainagefuncties van de gehele brandstofcel. .
In de context van de mondiale energie-koolstoftransformatie zal waterstofenergie, als schone secundaire energie, een van de belangrijkste energiebronnen in de toekomstige samenleving worden. Brandstofcellen kunnen de chemische energie van waterstofenergie efficiënt omzetten in elektrische energie. De snelle ontwikkeling van brandstofceltechnologie Ontwikkeling is het kerndoel van de industrie. Huidige toepassingen van brandstofcellen omvatten auto's, schepen, luchtvaart, energiecentrales, enz. De eisen voor hoge stabiliteit en hoge duurzaamheid zijn naar voren gebracht voor de prestaties van respectievelijk brandstofcellen en bipolaire platen. Als kerncomponent van brandstofcellen zijn gecoate metalen bipolaire platen een van de belangrijkste technologieën geworden die de industrie moet overwinnen.
2. Coatingprestaties
Coatings die momenteel beschikbaar zijn voor commerciële toepassing omvatten coatings van edele metalen en koolstofcoatings. De waterstofbron van de Sydrogen-ster maakt gebruik van een unieke koolstofcoating, bereid door FCVA (Technical Filtered Cathode Vacuum Arc Technology), heeft uitstekende eigenschappen die verder gaan dan edele metalen en kan worden toegepast op een verscheidenheid aan brandstofcelscenario's.
1. SydroDIAMOND® (bipolaire metalen plaatcoating voor PEM-brandstofcellen, een bipolaire plaatcoating zonder edelmetaal die de geleidbaarheid van het materiaal verbetert en het substraat beschermt tegen passivatie.) Koolstofcoating slaagt. Het elektrochemische werkstation werd offline getest onder gesimuleerde PEMFC-werking voorwaarden om de duurzaamheid ervan te evalueren; er werd een contactweerstandstester gebruikt om te testen onder een druk van 1.0MPa om de geleidbaarheid ervan te evalueren.
1) Goud is een goede geleider en heeft een goede elektrische geleidbaarheid, en de SydroDIAMOND®-koolstofcoating heeft een vergelijkbare elektrische geleidbaarheid als coatings van edele metalen;
2) De resultaten van polarisatietests tonen aan dat de SydroDIAMOND®-koolstofcoating een hoger corrosiepotentieel en een algehele lagere corrosiestroom heeft;
3) Wanneer getest bij een constant hoog potentieel van 1,80 V, heeft de SydroDIAMOND®-koolstofcoating een betere corrosieweerstand;
4) Wanneer getest bij een constant laag potentieel van 0.84V, heeft de SydroDIAMOND®-koolstofcoating een vergelijkbare duurzaamheid als edelmetalen;
5) Voer na de elektrochemische test een CP-test uit op de oplossing om de hoeveelheid ionenprecipitatie te analyseren. De hoeveelheid ionenprecipitatie van de edelmetaalcoating is 286 pg/l, en de ionenprecipitatie van de SydroDIAMOND®-koolstofcoating is minder dan 30 ug/l, wat een uitstekend anti-ionenprecipitatievermogen heeft.
2. Stuur de met SydroDIAMOND®-koolstof gecoate platen naar ZBT en monteer ze in de brandstofcel voor benchmarkingtests. Na testen gedurende bijna 500 uur bij een spanning van 0,6 V laten de resultaten zien dat de ongecoate plaat de laagste batterijprestaties levert.
SydroDIAMOND®-koolstofcoating heeft betere prestatieprestaties dan edelmetaalcoating. Tegelijkertijd toont de SydroDIAMOND®-koolstofcoating, kijkend naar de demping, een betere stabiliteit.
3. Technische voordelen van FCVA
De gepatenteerde FCVA-technologie van Star Hydrogen Source is in staat om 100% pure hoogenergetische ionen op een verscheidenheid aan materiaalsubstraten af te zetten. Deze coatingtechnologie verbetert de materiaaleigenschappen aanzienlijk (bijv. elektrochemische prestaties, corrosieweerstand) en filtert ongewenste grote deeltjes eruit die de kwaliteit en integriteit van de coating beïnvloeden. Coatings kunnen nauwkeurig worden aangepast en geoptimaliseerd afhankelijk van de toepassing.
Het coatingproces vindt plaats bij temperaturen dichtbij kamertemperatuur, waardoor een grotere energie-efficiëntie wordt gegarandeerd. Naast traditionele materialen zoals metalen, kan vacuümcoatingtechnologie worden toegepast op een grotere verscheidenheid aan traditioneel uitdagende substraten zoals kunststoffen, rubber en keramiek.
De FCVA-technologie van Star Hydrogen Source is toegepast op grootschalige productie in meerdere industrieën, zoals 3C (computer, communicatie en consumentenelektronica), auto's, precisietechniek en drukwerk.
Door fundamentele materiaaltechnologieën te gebruiken, levert Sydrogen voordelen in de hele waterstofwaardeketen op het gebied van de prestaties, duurzaamheid en kosten van belangrijke brandstofcelcomponenten.
SydroDIAMOND® met koolstof gecoate bipolaire platen hebben uitstekende elektrische geleidbaarheid, hoge potentiële corrosieweerstand, lage potentiële duurzaamheid, weerstand tegen chloride-ioncorrosie, lage ijzerionenprecipitatie en andere voordelen, en zijn geschikt voor diverse brandstofceltoepassingsscenario's. SydroDIAMOND® met koolstof gecoate bipolaire platen hebben bij veel klanten tests doorstaan, waaronder offline tests, bench stack-tests, systeemfunctietests, daadwerkelijke werking van bussen, zware vrachtwagens, vaste energiecentrales, enz. De feedback van klanten was goed.
Bovendien hebben SydroDIAMOND® met koolstof gecoate bipolaire platen, dankzij het gebruik van goedkope verwerking van koolstofmateriaal en continue lijnproductie, duidelijke kostenvoordelen. Na technologische iteratie levert de nieuwste generatie coatings, terwijl ze de prestaties garanderen, betere prestaties en lagere massaproductiekosten, wat verdere kostenverlaging en efficiëntieverbetering bevordert.
4. Bedrijfsintroductie
Star Hydrogen (Shanghai) Technology Co., Ltd. (hierna "Star Hydrogen" genoemd) is een joint venture opgericht door NANOFILM TECHNOLOGIES INTERNATIONALLLIMITED, Azië's toonaangevende leverancier van geavanceerde materiaaloplossingen op het gebied van diepgaande technologie, en Temasek EMASEK HOLDINGS. Star Hydrogen Star Hydrogen Source ontwikkelt en produceert componenten, producten en systemen voor brandstofcellen en elektrolyzers, en brengt innovatieve technologieën op de markt om groene energietransformatie te realiseren. Star Hydrogen Source heeft zijn hoofdkantoor in Singapore en heeft een rijke ervaring op het gebied van waterstofenergietechnologie. Star Hydrogen Source werkt ook samen met toonaangevende universiteiten in Singapore om de nieuwste technologie via onze producten op de markt te brengen. De coatingapparatuur en coatingtechnologie R&D van Star Hydrogen Source bevinden zich in onze fabriek in Shanghai, met een onafhankelijk ontwikkelingstest- en technologieverificatiecentrum voor waterstofenergiematerialen en belangrijkste onderdelen, met een totale fabrieksoppervlakte van 5000 vierkante meter en heeft momenteel meer dan 100 werknemers.