شرح مفصل لهيكل خلايا الوقود

الخلية الوقوديتكون المكدس من عدة مونومرات خلايا وقود مكدسة في سلسلة.تتداخل اللوحة ثنائية القطب والقطب الغشائي MEA بالتناوب ، كل مونومر مدمج بين الختم ، بعد الضغط على لوحة النهاية الأمامية والخلفية بإبزيم لولبي ، أي كومة خلايا الوقود.مكدس خلايا الوقود هو المكان الذي يحدث فيه التفاعل الكهروكيميائي ، وهو الجزء الأساسي من نظام خلايا الوقود (أو محرك خلية الوقود).عندما يعمل المفاعل ، يتم توزيع الهيدروجين والأكسجين على الألواح ثنائية القطب لكل خلية مفردة من خلال قناة الغاز الرئيسية للمفاعل ، ثم يتم توزيعهما بالتساوي على الأقطاب الكهربائية من خلال دليل اللوحة ثنائية القطب. يتم إجراء التفاعلات الكهروكيميائية عن طريق ملامسة جسم دعم القطب الكهربائي بالمحفز.

1. خلية الوقودخلية واحدة:

تتكون خلية خلية الوقود من هيكل من سبع طبقات ، مع كون الطبقة الوسطى عبارة عن فيلم تبادل بروتون (يُعرف أيضًا باسم فيلم إلكتروليت) ، متبوعًا بشكل متماثل بطبقة تحفيزية سالبة / أنوديك ، وطبقة انتشار سالبة / أنوديك للغاز ، و صفيحة ثنائية القطب سلبية / الأنود.

2. هيكل المكدس للمكدس الكهربائي:

بالنسبة لخلايا الوقود ، تحتوي الخلية المفردة التي تتكون من مجموعة من الأقطاب الكهربائية وألواح الإلكتروليت على جهد خرج منخفض وكثافة تيار منخفض. من أجل الحصول على جهد وطاقة عاليين ، عادة ما يتم توصيل عدة خلايا مفردة في سلسلة لتشكيل مكدس كهربائي.يتم فصل البطارية المفردة المجاورة بواسطة لوحة ثنائية القطب ، والتي تُستخدم لتوصيل البطارية المفردة الأمامية والخلفية وتوفير مسار تدفق الغاز للبطارية المفردة.هيكل المكدس هو جوهر نظام خلايا الوقود والتقنية الرئيسية لخلية الوقود.

تتكون كومة خلايا الوقود بشكل أساسي من سبعة أجزاء: اللوحة الطرفية ، لوحة العزل ، لوحة التجميع ، اللوحة ثنائية القطب ، القطب الغشائي ، قفل وحلقة الختم:

لوحة النهاية: تتمثل الوظيفة الرئيسية للوحة الطرفية في التحكم في ضغط التلامس ، لذا فإن القوة والصلابة الكافية هما أهم خصائص اللوحة النهائية.يمكن أن تضمن القوة الكافية عدم تلف اللوحة النهائية تحت تأثير قوة التغليف ، ويمكن أن تجعل الصلابة الكافية تشوه اللوحة الطرفية أكثر منطقية ، وذلك لنقل حمل العبوة بالتساوي إلى طبقة الختم و MEA.

لوح العزل: لا يساهم لوح العزل في إخراج الطاقة لخلية الوقود ، ويعزل لوح التجميع كهربائيًا فقط عن اللوحة الطرفية الخلفية.لتحسين كثافة الطاقة ، قلل من سمك ووزن لوح العزل مع ضمان مسافة العزل (أو مقاومة العزل).ومع ذلك ، فإن تقليل سماكة لوح العزل ينطوي على مخاطر إنتاج ثقوب أثناء عملية التصنيع ، وقد يتم إدخال مواد موصلة أخرى ، مما يؤدي إلى تدهور أداء العزل.