Une pile de propriétés de réaction électrochimique, mais également le noyau du système d'alimentation à pile à combustible, en combinaison en série constitués par une pluralité de cellules unitaires stratifiées. La plaque bipolaire et l'électrode de membrane empilées en alternance, inséré dans l'élément d'étanchéité entre les monomères, la plaque de fixation arrière prémenstruel après le basculement de la vis de pression, à savoir un empilement de piles à combustible.
Lorsque la pile de travail, l'hydrogène et l'oxygène sont introduits à partir de l'entrée, les plaques bipolaires affectées à chaque gaz d'empilement de piles à travers le passage principal, réparties uniformément sur la plaque bipolaire vers le guide d'électrode, une électrode électrochimique en mettant en contact le support avec le catalyseur réaction.
Empilement de piles à combustible à hydrogène la figure 1 configurée
La plupart usine de voitures de tourisme étrangers pour développer sa propre pile, pas le monde extérieur, comme Toyota, Honda, Hyundai et ainsi de suite. Un petit nombre d'électricité à l'aide des partenaires de tas pour développer les entreprises de moteurs de voitures particulières, comme Audi (en utilisant la pile Ballard canadienne développée sur mesure) et Mercedes (joint venture Mercedes-Benz avec la pile AFCC Foton). En raison des limitations d'espace de passagers, seule solution technique empilement de la plaque métallique en cours de pression de haut.
À l'heure actuelle, voiture étrangère seule peut fournir la pile de pile à combustible avec des entreprises bien connues principalement au Canada Ballard et Hydrogenics, l'Europe et les États-Unis sont exploités bus à pile à combustible grande majorité des entreprises utilisant les produits de plaques de graphite, a passé des dizaines de millions de kilomètres, des millions d'heures de tests de fonctionnement du véhicule réel, les deux entreprises canadiennes ont la pile a déjà une certaine capacité, Ballard aussi avec le Che-hung du Guangdong a mis en place une pile de 9SSL de production de joint venture. Il y a aussi un certain nombre de petites sociétés de développement de la pile, comme la Colombie-Erlingklinger, Nedstack Pays-Bas, etc., dans des projets individuels ont été appliqués, la capacité de production actuelle est limitée.
La Chine peut pile de développement indépendant et après des années de test d'application pratique que Dalian nouvelle source d'énergie et de Shanghai Shen deux entreprises, nouvelle source Dalian utilise un métal de feuille de feuille de route technologique et des panneaux composites, en collaboration avec SAIC pour développer multiplier le Roewe 950 SAIC voitures V80 et autobus. Brève introduction de Shanghai a été créé en 1998, est le premier développement professionnel des entreprises de fabrication de pile à combustible de la Chine, deux ont construit une ligne de test de pile à combustible, est à une étape critique de la petite à la transformation industrielle. En outre, il y a un certain nombre de nouvelles entreprises de pile à combustible, tel que Fercé, l'hydrogène Pu Beijing, Wuhan et d'autres bâtiments publics, mais aussi mis au point un prototype de pile à combustible et les lignes de production, nous sommes dans la phase de validation.
Tableau 1 Les fabricants de pile et la performance du produit
Plaque bipolaire
La plaque bipolaire est un empilement d'éléments de structure de base, le gaz agit comme une distribution uniforme, le drainage, thermiquement conductrice, électriquement conductrice, ce qui représente 20% en poids et 60% du coût de l'ensemble de la performance des piles à combustible affectent directement la sortie de la batterie le pouvoir et la vie. Plaque bipolaire graphite principalement plaques bipolaires et les plaques bipolaires métalliques, Toyota Mirai, les voitures Honda Clarity et modernes et analogues sont utilisés plaques bipolaires métalliques NEXO, les plaques bipolaires en graphite commercial couramment utilisé.
2 pile à combustible plaque bipolaire de la Fig.
fournisseur Mainstream de plaques bipolaires à base de graphite sont Poco États-Unis, États-Unis SHF, États-Unis Graftech, Japon FujikuraRubberLTD, Japon KyushuRefractories, la Grande-Bretagne Bac2 et ainsi de suite. plaques bipolaires graphite ont été réalisées au niveau national, les fabricants nationaux sont dieu Shanghai, Shanghai, Hong Feng, Hangzhou Xin peut graphite, Shanghai et Jiangyin, Jiangsu Science et technologie, matériaux solides de carbone Zibo, Shanghai Xi Li carbone et d'autres sociétés.
À l'heure actuelle, des plaques bipolaires métalliques étrangères des principaux fournisseurs de la Suède Cellimpact, Allemagne Dana, Allemagne Gräbener, les États-Unis et d'autres Treadstone. La Chine est encore au stade de développement du procès, le Haiyou Ge, Shanghai gouvernance Zhen nouvelle énergie, de nouvelles sources d'énergie telles que les piles à combustible sur les compagnies de bus pour développer plaque bipolaire métallique et essayer d'empiler et de l'application pratique dans le véhicule. Recherche et développement de la plaque bipolaire composite est encore relativement faible, seule nouvelle source de Dalian domestique et de l'Himalaya Wuhan et d'autres entreprises impliquées dans une application pratique n'a pas été signalée.
Tableau 2 Principales Les fabricants de plaques bipolaires et les performances du produit
L'électrode membrane 2
Est le noyau de l'empilement d'électrodes à membrane, similaire à l'unité centrale de l'ordinateur, détermine la limite supérieure de la performance de la pile, la vie et le coût. La membrane électrode assemblage d'une membrane échangeuse de protons, un catalyseur et une composition de couche de diffusion de gaz (couche de diffusion gazeuse). Les fournisseurs étrangers sont principalement électrode membrane 3M, Johnson Matthey, Gore, Greenerity (Toray), Kolon, Ballard et ainsi de suite. Toyota, Honda et d'autres entreprises de voitures de tourisme ont développé une électrode à membrane, mais pas ventes à l'étranger. National et au niveau international de performance électrode de film proche, mais sur les caractéristiques professionnelles (par exemple le chargement de platine, démarrage et arrêt, démarrage à froid, anti-pôles, etc.) et au niveau international, il y a un écart. la technologie de production de masse et de l'équipement grand écart entre les pays étrangers doivent obtenir une production continue de Roll-to-Roll. Avec la croissance rapide du marché intérieur, l'ingénierie interne et contrôle de la qualité de l'écart devrait se réduire davantage.
électrode figure film 3 et la carte physique schématique
Fournisseur professionnel de l'électrode de membrane essentiellement nouvelle énergie Wuhan, la plupart de ses produits sont exportés aux États-Unis entreprises dans Plug Power pays ont appliqué beaucoup de voiture. film d'électrode Dalian source également la production indépendante, principalement occupé support moteur SAIC. SUNLIGHT domestique ainsi que Kunshan, Nanjing est l'hydrogène Yan, l'Himalaya Wuhan, Suzhou et d'autres entreprises ont également développé le moteur se déplacent l'électrode de membrane.
Tableau 3 fabricants de films d'électrode et la performance du produit
3 membrane échangeuse de protons
la membrane échangeuse de protons est un élément de noyau de pile à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC), la membrane d'acide perfluorosulfonique à la vitesse principale du processus de localisation actuelle. la membrane échangeuse de protons est un composite de la tendance dominante renforcée membrane d'acide perfluorosulfonique, une membrane échangeuse de protons a tendance à progressivement amincissement, réduit de quelques dizaines de microns à microns dix, pour réduire le transfert de protons de polarisation ohmique, afin d'obtenir de meilleures performances. Gore entreprises étrangères ont entreprises américaines, Ke Mu (anciennement DuPont), 3M, Asahi Kasei du Japon, la plus grande partie du pays peut fournir qu'un seul dans le Shandong Dongyue, le film Shandong Dongyue est entré dans le système de la chaîne d'approvisionnement Mercedes-Benz.
Membrane échangeuse de protons figure 4
Tableau 4 Paramètres de base membrane échangeuse de protons et à l'étranger
4 Catalyst
Le catalyseur est l'un des éléments de clé de la pile à combustible, le courant de pile à combustible est couramment utilisé dans le catalyseur de Pt / C, à savoir la dispersion de nanoparticules de Pt à toner (par exemple, XC-72) supporté sur le support de catalyseur.
la figure catalyseur 5pt / C
Les contraintes de ressources et de coût, a été décrite par la quantité de courant de Pt 0,8 ~ 1 g 10 historique / kW réduit à 0,1 courant ~ 0,4 g / kW. L'empilement de piles à combustible afin de réduire la quantité de cible récente Pt (2020) est tombé à environ 0,1 g / kW; objectif à long terme est de parvenir à la quantité de catalyseur de purification de gaz d'échappement est un niveau d'utilisation d'un métal noble de moteurs à combustion interne classiques ( < 0,05 g / kW).
Le catalyseur de pile à combustible producteurs étrangers principalement au Royaume-Uni JohnsonMatthery, Allemagne BASF, Japon Tanaka, Nisshinbo Japon, Belgique Umicore, etc .; domestiques votre platine de recherche, Wuhan Himalaya, dans la branche Année, Suzhou puissance du moteur dynamique, Kunshan SUNLIGHT et ainsi de suite.
Tableau 5 fabricants de catalyseur et les performances du produit
La couche de diffusion de gaz 5
Off couche de diffusion de gaz (GDL) positionné entre le champ d'écoulement et l'électrode de membrane, le rôle principal est de fournir un chemin de transmission pour le gaz participant à la réaction et de l'eau produite, et un film de support d'électrode. Par conséquent, le GDL doit avoir une bonne résistance mécanique, une structure de pores appropriée, une bonne conductivité électrique, une grande stabilité.
La figure 6 la couche de diffusion de gaz (GDL)
Les fabricants de piles à combustible utilisent actuellement plus Toray, Ballard Canada, l'Allemagne, SGL Carbon et d'autres fabricants de produits de papier. Toray occupent une part de marché plus grande, la Chine R & D sur le papier de carbone porté sur l'Université centrale du Sud, l'Université de Wuhan et d'autres universités, les oiseaux domestiques jour Jiangsu ont une excellente capacité de production de tissu en fibre de carbone, mais à cause du marché des piles à combustible est trop petite, il n'y a pas plans de production.
Tableau 6 Comparaison des performances essentiellement du papier carbone à l'étranger
Auteur: Liu Yan Ping-qiu Kangqi Zhang Zhiyun
