DC TP-100 膜電極(ji)精(jing)密壓(ya)機(ji)

DC TP-100 膜電極(ji)精(jing)密壓(ya)機(ji)

溫控(kong)範(fan)圍(wei)：RT+10~200 ℃
壓力範(fan)圍(wei)(量程)：≤10t，手(shou)動液壓
壓強(qiang)測(ce)量範(fan)圍(wei)：≤25 MPa （可(ke)有限(xian)定(ding)制）
最(zui)大施力面積(ji)：10*10 cm2 （可(ke)有限(xian)定(ding)制）
操作(zuo)控(kong)制：觸(chu)摸(mo)屏(ping)
功能(neng)：數(shu)顯(xian)壓(ya)強(qiang)（MPa）

DC TP-100 膜(mo)電極(ji)精(jing)密壓(ya)機(ji)

在(zai)壓力(li)控制上，DC TP-100膜電極(ji)精(jing)密壓(ya)機(ji)采用(yong)四(si)柱平(ping)板熱(re)壓(ya)設(she)計(ji)，保證(zheng)壓(ya)力(li)均(jun)勻(yun)壹(yi)致(zhi)，最大可(ke)施加(jia)10t液壓壓力(li)。這(zhe)是壹(yi)個(ge)什麽概念呢？我(wo)們以5×5cm² 膜電極(ji)熱(re)壓(ya)處理(li)為例。

10 t=10,000 kg

依(yi)牛頓第(di)二定(ding)律(lv) F=ma

10,000 kg × 9.8 m/s² =98,000 N

5×5 cm²=25 cm²=0.0025 m²

98,000 N ÷ 0.0025 m² = 39,200,000 N/m²

依國(guo)際單位壓強(qiang)公(gong)式

1Pa=1 N/m²，1MPa=1,000,000 Pa

39,200,000 N/m² = 39.2 MPa

即(ji)：最(zui)大(da)可(ke)對(dui)膜電極(ji)施(shi)加(jia)39.2MPa壓(ya)強(qiang)

可(ke)以看到，DC TP-100膜(mo)電極(ji)精(jing)密壓(ya)機(ji)足夠(gou)滿足壓力控制需(xu)求。當(dang)然(ran)，日(ri)常膜電極(ji)的(de)熱(re)壓(ya)處理(li)壹(yi)般(ban)5MPa就可(ke)以了(le)，即(ji)施(shi)加(jia)1.275t的(de)液壓壓力(li)。

在(zai)溫度(du)控(kong)制(zhi)上，業界(jie)壹(yi)般(ban)認為熱(re)壓(ya)溫度(du)100-130℃比(bi)較(jiao)合(he)適，超(chao)過(guo)160℃會造(zao)成(cheng)破(po)壞(huai)。DC TP-100膜電極(ji)精(jing)密壓(ya)機(ji)具備上(shang)下兩(liang)層(ceng)調(tiao)溫，溫控(kong)範(fan)圍(wei) 50-350℃，足夠(gou)滿足熱(re)壓(ya)處理(li)溫度(du)控(kong)制(zhi)需(xu)求。

在(zai)時間(jian)控制上，熱(re)壓(ya)時(shi)間(jian)不能(neng)過(guo)長，壹(yi)般(ban)幾十(shi)秒(miao)到幾(ji)分(fen)鐘(zhong)就(jiu)可(ke)以了(le)。DC TP-100膜電極(ji)精(jing)密壓(ya)機(ji)擁有(you)100分鐘(zhong)的(de)自(zi)動(dong)計(ji)時(shi)功(gong)能(neng)，足夠(gou)滿足時間控制需(xu)求。

膜電極(ji)由(you)質(zhi)子交換(huan)膜(mo)（PEM）與(yu)兩(liang)側催(cui)化(hua)劑層(ceng)（CL）、氣體擴散層（GDL）組成(cheng)，在(zai)制備(bei)膜電極(ji)過(guo)程中，有壹(yi)個(ge)重(zhong)要(yao)工藝步驟(zhou)——熱(re)壓(ya)。

熱(re)壓(ya)處理(li)的(de)必要(yao)性主(zhu)要(yao)體現(xian)在(zai)5個方面：

1，改善(shan)催化(hua)層與質(zhi)子交換(huan)膜(mo)的(de)界(jie)面接(jie)觸特性

通過(guo)熱(re)壓(ya)工(gong)藝(yi)可(ke)減少CL、PEM和GDL之(zhi)間(jian)的(de)空(kong)隙，使其(qi)形(xing)成(cheng)緊(jin)密的(de)物理(li)接(jie)觸。

例如，通常施加(jia)5~15 MPa的(de)壓(ya)強(qiang)，可(ke)以迫使(shi)催(cui)化劑嵌(qian)入(ru)PEM表面，降低(di)界面阻抗(kang)20~40%左右(you)，從(cong)而提(ti)升質(zhi)子傳導(dao)效(xiao)率(lv)，減小(xiao)電壓(ya)損(sun)失(shi)，提(ti)升膜(mo)電極(ji)的(de)電流密度(du)，有助(zhu)於(yu)高性能(neng)燃料電池(chi)技術(shu)開(kai)發應(ying)用(yong)。同(tong)時，通過(guo)120~160℃的(de)熱(re)壓(ya)，可(ke)使PEM部(bu)分軟(ruan)化，與CL形(xing)成(cheng)壹(yi)定(ding)的(de)網(wang)絡(luo)結(jie)構(gou)，使得催化(hua)劑(ji)的(de)抗(kang)剝(bo)離(li)強(qiang)度(du)提(ti)高3~5倍，避(bi)免(mian)了(le)運行中因(yin)濕度變(bian)化導(dao)致(zhi)的(de)層(ceng)間(jian)分離(li)。

2，調控(kong)孔(kong)隙結構(gou)，提(ti)高傳質(zhi)效(xiao)率(lv)

熱(re)壓(ya)工(gong)藝(yi)可(ke)壓縮(suo)CL的(de)孔(kong)隙率(lv)，縮(suo)小(xiao)孔(kong)徑(jing)分布(bu)，使(shi)得氣體、質(zhi)子的(de)傳輸(shu)路(lu)徑(jing)更短(duan)更均(jun)勻(yun)。通過(guo)調整(zheng)熱(re)壓(ya)時(shi)間(jian)（通常30-180秒），可(ke)形成(cheng)梯(ti)度(du)孔隙結構(gou)：CL表層保留較大孔（利(li)於(yu)氣體擴散），底層形(xing)成(cheng)致(zhi)密微(wei)孔（促進質(zhi)子傳導(dao)），可(ke)避(bi)免(mian)水淹(yan)或膜(mo)幹涸(he)的(de)問題(ti)。

3，激(ji)活質(zhi)子交換(huan)膜(mo)性能(neng)

PEM在(zai)熱(re)壓(ya)過(guo)程中，其(qi)磺(huang)酸(suan)基團在(zai)高溫下(xia)可(ke)重(zhong)新(xin)排(pai)列(lie)，形成(cheng)連續質(zhi)子通道，從(cong)而大(da)幅提(ti)高電導(dao)率(lv)。