القطب الغشائي في خلية الوقود

القطب الغشائي (MEA) هو الجزء الأساسي لخلية الوقود ، وهو الموقع الرئيسي للتفاعل الكهروكيميائي بين الوقود والأكسجين.يحدد أداء القطب الغشائي بشكل مباشر وظيفة وكفاءة خلية الوقود.لذلك ، بالنسبة لمستشعر الكراك القائم على مبدأ التفاعل الكهروكيميائي لخلايا الوقود ، يمكن فقط لقطب الغشاء ذو ​​الأداء الجيد تنفيذ التفاعل الكهروكيميائي بسلاسة ، وذلك لضمان حساسية الأكسجين لكاثود الهواء لخلايا الوقود.إن حساسية خلايا الوقود للأكسجين هي مبدأ العمل الأساسي لأجهزة استشعار الشقوق القائمة على الكيمياء الكهربية لخلية الوقود.تحدد حساسية الأكسجين الجيدة دقة الكشف عن المستشعر الجديد للشقوق الموجودة على السطح الخارجي القابل للنفاذ.يتكون القطب الكهربي الغشائي عادةً من ثلاثة أجزاء رئيسية: غشاء إلكتروليت ، وأنود على اتصال مباشر بالوقود ، وكاثود على اتصال مع الهواء (أكسجين).

في الوقت الحاضر ، يعد القطب الغشائي المستخدم في خلايا الوقود نوعًا من قطب الانتشار متعدد القنوات ، والذي يشتمل عمومًا على جزأين: الطبقة التحفيزية وطبقة الانتشار.الطبقة التحفيزية هي المكان الذي يحدث فيه التفاعل الكهروكيميائي في الواجهة ثلاثية الطور ، وتعمل طبقة الانتشار كمادة مطلوبة لدعم الطبقة المحفزة ، وجمع التيار ونقل التفاعل الكهروكيميائي.لذلك ، تحتاج الأقطاب الكهربائية الغشائية إلى قنوات مستمرة للبروتونات والإلكترونات والمواد المتفاعلة والمنتجات.طبقة الانتشار هي في الغالب ورق كربون أو قطعة قماش كربون مطلية بطبقة صغيرة يسهل اختراقها.عادة ما يستخدم غشاء الإلكتروليت غشاء تبادل البروتون بحمض السلفونيك الغازي بالكامل.