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膜電極(Membrane Electrode Assembly,MEA)是燃料電池多相物質(zhì)傳輸和電化學(xué)反應(yīng)場(chǎng)所,決定著燃料電池的性能、壽命以及成本,主要由催化劑、質(zhì)子交換膜、氣體擴(kuò)散層以及邊框一體化制備而成。
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燃料電池膜電極邊框材料介紹
在膜電極的結(jié)構(gòu)中,本文主要針對(duì)邊框膜材料做整理。邊框膜,又叫封邊膜,它主要起到以下作用:
  • 支撐箔使?MEA?保持張緊
  • 它可靠地將介質(zhì)(H2、O2)彼此分離
  • 它可以密封系統(tǒng)以防泄漏
  • 框架箔有助于自動(dòng)化組裝(Picture-Frame Catalyst Coated Membrane;膜電極組裝)。
  • 使用薄箔時(shí),可實(shí)現(xiàn)盡可能高的封裝密度(減小設(shè)備尺寸)
  • 與?CCM?邊緣的粘合不明顯,因此可以選擇非常窄(盡可能小的重疊)
  • MEA?膜不會(huì)因粘合劑或箔而"中毒"
燃料電池膜電極邊框材料介紹
燃料電池膜電極邊框材料介紹
目前可用于膜電極邊框的材料有PEN、PI、PPS、PEEK等,其中以PEN樹脂最為常用,典型代表是Teonex ? PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)薄膜,具有高耐久性和高耐熱性的特點(diǎn),已被用于豐田燃料電池車"MIRAI"。
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燃料電池膜電極邊框材料介紹
燃料電池膜電極邊框材料介紹

PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)簡(jiǎn)介

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PEN是聚萘二甲酸乙二酯的簡(jiǎn)稱,是20世紀(jì)90年代商業(yè)化的新興高性能聚酯產(chǎn)品,它可以作為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)的優(yōu)良替代品,也是近年發(fā)展應(yīng)用快速的高分子材料之一。
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燃料電池膜電極邊框材料介紹
PEN由于模量高、尺寸穩(wěn)定性好、不變形、彈性高、剛性好、優(yōu)秀的氣體阻隔性能、F級(jí)(耐160℃高溫)耐熱絕緣材料等特點(diǎn),在薄膜、片材、中空材料、纖維、工程塑料等領(lǐng)域已有較為廣泛的應(yīng)用。
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而Teonex?產(chǎn)品是日本帝人株式會(huì)社作為世界上第一家成功開發(fā)并實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的雙向拉伸PEN聚萘酯薄膜。該產(chǎn)品具有比PET薄膜更優(yōu)質(zhì)的性能,并很好地平衡了各項(xiàng)優(yōu)異性能。日本東洋紡在2019年通過收購的方式得到了帝人公司的PEN聚合、成膜技術(shù)。
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表 Teonex ? PEN薄膜性能參數(shù)
燃料電池膜電極邊框材料介紹
該產(chǎn)品除了可以連接組件制造燃料電池外,還可以提供各種功能,例如保護(hù)燃料電池的發(fā)電表面、進(jìn)氣和排氣組件的絕緣和形狀保持。

以上就是關(guān)于燃料電池膜電極邊框材料的介紹,據(jù)悉,這塊的邊框膜廠商有:日東(棣玖實(shí)業(yè)(上海)有限公司)、東洋坊、睿得新材料、世星股份、深圳福安達(dá)、億康電子等。

原文始發(fā)于微信公眾號(hào)(艾邦氫科技網(wǎng)):燃料電池膜電極邊框材料介紹

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作者 li, meiyong

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