燃料電池用チタン電極

燃料電池の主なコンポーネントは、電極、電解質膜、集電体などです。

1、電極

燃料電池の電極は、燃料が酸化反応を起こし、酸化剤が還元反応を起こす電気化学反応サイトです。 その性能の鍵は、触媒、電極材料、および電極製造プロセスの性能にあります。

電極は2つの部分に分けることができます。1つはアノードで、もう1つはカソードです。 厚さは一般的に200-500mmです。 燃料電池の電極は多孔質構造であるため、通常の電池のフラット電極とは構造が異なり、多孔質に設計されています。 この構造の主な理由は、燃料電池で使用される燃料と酸化剤のほとんどがガス（酸素、水素など）であり、電解質へのガスの溶解度が高くないためです。 したがって、燃料電池の実際の動作電流密度を増加させ、分極を減少させるために、多孔質構造を有する電極が開発されて、反応に関与する電極の表面積が増加した。 これは、燃料電池が理論研究段階から実用段階に移行できる主な理由の1つでもあります。

現在、高温燃料電池の電極は、主に固体酸化物形燃料電池（略してYSZ）のY2O3安定化ZrO2（略してYSZ）や溶融炭酸塩型燃料電池用の酸化ニッケル電極（略してYSZ）などの触媒材料で作られています。低温燃料電池は、主に、リン酸型燃料電池（PAFCと呼ばれる）の白金電極やプロトン交換など、ガス拡散層に支持された触媒材料の薄層で構成されています。膜燃料電池（PEMFCと呼ばれる）。 [4]

2、電解質ダイヤフラム

電解質膜の主な機能は、酸化剤と還元剤を分離し、イオンを伝導することです。したがって、電解質膜は薄いほど良いですが、強度も考慮する必要があります。 現在の技術に関する限り、一般的な厚さは約数十ミリメートルから数百ミリメートルです。 ; 素材に関しては、現在2つの開発方向があります。 1つは、まずアスベスト膜、炭化ケイ素SiC膜、アルミン酸リチウム（LiAlO3）膜などの絶縁材料で多孔質ダイアフラムを作成し、次にそれを溶融リチウム-カリウム炭素に浸漬することです。 塩、水酸化カリウム、リン酸などがダイヤフラムの細孔に付着し、もう1つはパーフルオロスルホン酸樹脂（PEMFCなど）とYSZ（SOFCなど）を使用することです。

3、コレクター

コレクターはバイポーラプレートとも呼ばれ、電流の収集、酸化剤と還元剤の分離、反応ガスのチャネリングの機能を備えています。 コレクターの性能は、主にその材料特性、流れ場の設計、および処理技術に依存します。

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