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什么是燃料电池?
燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置,又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能,不受卡诺循环效应的限制,因此效率高; 另外,燃料电池用燃料和氧气作为原料,同时没有机械传动部件,故排放出的有害气体极少,使用寿命长。目前已逐步得到广泛应用于汽车动力源及部分供电设备。
燃料电池发电原理和构造

燃料电池的发电利用原理同“水的电气分解”相反。
水的电气分解为:在水通电后,将分解为氢和氧气。但燃料电池是通过使氢和氧产生化学反应,从而进行发电。

其构造为:使用燃料极和空气极(双极)夹住电解质膜,外层再使用隔板夹住。每一个这样的构造称为单电池单元,其叠层后则备称为堆积。

另外,为了增加夹住电解质膜的燃料极和空气极的电气化学反应能力,根据需要将使用铂等贵金属作为媒介。

丝网印刷在燃料电池中的应用

燃料电池单元结构主要有双极板、膜电极(质子交换膜+催化剂+扩散层)、端板等,在组装和使用的过程中要保证极高的密封性。

在燃料电池这些构造中,可以用到丝网印刷技术的主要有:双极板涂密封胶、质子交换膜涂催化剂、膜电极边框密封等。

丝网印刷双极板密封胶

将双极板清洗干净,按照双极板上密封槽的形状在丝网版上制作相应的图案,然后在丝网版一侧打入密封胶,启动丝网印刷机,调节好相应位置,将密封胶印刷到双极板上。

(以上图片来源于网络)

(以上图片来源于网络)

丝网印刷质子交换膜催化剂

膜电极组件(membraneelectrodeassembly,MEA)是集质子交换膜、催化层、扩散层于一体的组合件,是燃料电池的核心部件之一。其中CCM法制备MEA就可以采用丝网印刷技术将催化剂担载到质子交换膜上。


丝网印刷膜电极边框密封

CCM法制备膜电极的过程中,起到支撑、密封、便于自动化组装的边框膜也可以采用丝网印刷密封胶的方式,与膜电极结合。

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