燃料电池用气体扩散层(GDL)

气体扩散层(GDLs)是聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)中的关键组件,负责调控燃料、氧化剂、反应产物、电能及热量等所有相关传输过程。气体扩散层作为气体分配室(结构化电池部件,宏观尺度)与电化学活性催化层(反应层,纳米尺度下发生的反应)之间的功能性界面,将燃料和氧化剂引导至活性位点,同时有效排出热量和反应产物,并将反应层与集流板实现电气连接。
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简要背景知识

随着新能源技术的不断发展,燃料电池作为一种高效且环保的能源转换装置,需求日益增长。在燃料电池中,气体扩散层(GDL)发挥着关键作用,它负责将反应气体均匀分配至电极,并有效传导电流。作为GDL的重要组成部分,石墨部件的性能直接决定了燃料电池的整体效率和使用寿命。

石墨零件的主要功能与特性

石墨部件在GDL中的功能主要体现在以下几个方面:首先,其优异的导电性能确保了电流的顺畅传输;其次,良好的化学稳定性使其能够在多种化学反应环境中保持稳定;再次,出色的气体扩散性能有助于反应气体的均匀分布。此外,石墨部件高孔隙率、低密度及优良的导热性,也使其在燃料电池中发挥着重要作用。

石墨部件在GDL应用中的情景分析

在燃料电池的石墨件应用场景中,石墨件主要应用于以下几个方面:电极支撑、气体扩散以及电流收集与传导等。具体而言,石墨件优异的导电性能使其在电流收集与传导领域表现突出;其良好的气体扩散性能则能确保反应气体均匀分布,从而提升燃料电池的反应效率。此外,石墨件高孔隙率和低密度的特性,还有助于降低电池的内阻,进一步改善电池的整体性能。

实际应用中的优势与挑战

在实际应用中,石墨部件的优势主要体现在其高性能、低成本和可持续性上。然而,也存在一些挑战,例如制备工艺复杂以及性能优化难题。为了充分发挥石墨部件在燃料电池中的优势,有必要持续研发新技术,优化制备工艺,并不断提升石墨部件的性能。

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