Celtec Electrodo de ánodo de pila de combustible PEM de alta temperatura

Electrodo anódico

Celtec

para pilas de combustible PEM de alta temperatura:

BASF ofrece el electrodo anódico más avanzado para pilas de combustible de membrana de intercambio protónico de alta temperatura (HT-PEM) y otras aplicaciones relevantes. Este producto también se conoce como Celteh P1100W Anode en el sector de las pilas de combustible y utiliza una tela de carbono tejida con una capa microporosa como capa de difusión de gases. Es capaz de funcionar en el rango de temperaturas de 120 y 180 °C y puede tolerar grandes concentraciones de monóxido de carbono y flujos de combustible reformado utilizados para este tipo de aplicaciones. Esta tecnología de electrodos anódicos de alto rendimiento

permite que

los sistemas de pilas de combustible PEM de alta temperatura

basados en membranas PBI basados en membranas de polímero PBI

y otras pilas de combustible PEM de alta temperatura demuestren un rendimiento excepcional con diversos combustibles (

reformado de

H2 puro

, etc.) y una larga vida útil.

Este electrodo de ánodo Celtec P1100W tiene unas dimensiones de 23,2 cm X 27,8 cm y se vende como hojas de electrodo empaquetadas individualmente. El catalizador del ánodo se basa en la composición de aleación de platino propiedad de BASF (también conocida como aleación de Pt) con un soporte de carbono especial y la carga de metal de platino para este electrodo de ánodo es de aproximadamente ~1 mg/cm2.

Para cualquier otro electrodo de ánodo de pila de combustible de membrana de intercambio protónico (HT-PEMFC) a medida o personalizado

, póngase en contacto con nosotros atsales@fuelcellstore.com.

Rendimiento de las pilas de combustible de MEA Celtec®-P con electrodos de ánodo Celtec:

A continuación se indica el rendimiento de las pilas de combustible Celtec®-P basadas en los reactantes hidrógeno/aire y reformado/aire.

Tolerancia al CO de las MEA Celtec®-P con electrodos de ánodo Celtec:

Una de las principales ventajas de la tecnología de pilas de combustible de membrana de intercambio protónico de alta temperatura es la capacidad de consumir el flujo de hidrógeno reformado

, por lo que es esencial que las MEA utilizadas en estos dispositivos electroquímicos tengan una excelente tolerancia al monóxido de carbono. Durante la reacción de reformación

se genera una pequeña cantidad de gas monóxido de carbono en la corriente de combustible que sale del lecho del catalizador de reformación

, y la presencia de monóxido de carbono puede afectar al rendimiento global de la pila de combustible. Los MEAs Celtec®-P de BASF utilizan catalizadores anódicos y catódicos patentados para permitir que los MEAs Celtec®-P toleren altos niveles de monóxido de carbono en comparación con otros MEAs PEMFC comerciales de alta temperatura. El siguiente gráfico muestra un ejemplo de curva de rendimiento de los MEA Celtec®-P a diferentes concentraciones de CO en función de la temperatura.

Rendimiento sólido frente a los cambios de humedad de las MEA Celtec®-P con electrodos de ánodo Celtech:

Los dispositivos PEMFC convencionales de alta temperatura suelen utilizar una membrana de polibenzimidazol (PBI) o un copolímero de PBI dopado con ácido fosfórico tras la fabricación de la membrana. Esta activación de la membrana y la contención del ácido líquido en su interior provocan un fenómeno de lixiviación del ácido. Las pilas de combustible PEM generan agua como principal subproducto en el lado del cátodo y la presencia de agua afecta aún más al fenómeno de lixiviación ácida con la membrana PBI convencional. Los MEA Celtec®-P utilizan una forma avanzada de membrana PBI en la que el monómero tetraamino patentado y el monómero de ácido dicarboxílico se hacen reaccionar primero mediante una reacción de policondensación en ácido fosfórico y, a continuación, se lleva a cabo una etapa de hidrólisis y colada en solución para obtener la membrana Celtec®-P. Este protocolo de síntesis sol-gel permite que la membrana de PBI alcance una morfología novedosa en la que el ácido fosfórico queda contenido en el interior de la membrana de forma más eficaz y presenta menos problemas de lixiviación ácida en comparación con las membranas de PBI convencionales.

Los

resultados de las pruebas de laboratorio han demostrado que

las MEA Celtec®-P y las membranas Celtec®-P pueden

durar más de 20

000 horas. El siguiente gráfico ofrece el sólido rendimiento de Celtec®-P MEA frente a diferentes condiciones de humedad.

Los clientes que adquieran este producto recibirán

por separado (gratuitamente) un ejemplar del Manual de pilas de combustible de BASF en formato electrónico como archivo PDF.

Literatura científica relacionada con los electrodos de ánodo Celtec:

Un artículo de Michael G. Waller et al. titulado "Performance of high temperature PEM fuel cell materials. Part 1: Effects of temperature

pressure and anode dilution"

(Rendimiento

de los

materiales

para pilas de combustible PEM de

alta temperatura.

Parte 1: Efectos de la

presión de

la temperatura

y la dilución del ánodo) demuestra el uso de electrodos Celtec en un entorno PEMFC de alta temperatura dentro de un rango de temperatura de 160-200 grados Celsius

101-200 kPa

y concentraciones de H2 del 30% al 100%.

Un artículo de Thomas J. Schmidt titulado "Durability and Degradation in High-Temperature Polymer Electrolyte Fuel Cells" (Durabilidad y degradación en pilas de combustible de electrolito polimérico de alta temperatura) demuestra el uso de Celtec MEA con electrodos Celtech durante 18.000 horas de funcionamiento en un entorno PEMFC de alta temperatura y tasas de degradación de la tensión muy bajas.

Un artículo de Thomas J. Schmidt titulado "High-Temperature Polymer Electrolyte Fuel Cells: Durability Insights" investiga los mecanismos de degradación durante el funcionamiento de arranque/parada y presenta una mejor comprensión de los efectos de la corrosión en MEAs de alta temperatura mediante el uso de MEAs Celtec con electrodos Celtec.

Un artículo de David Aili et al. titulado "Polybenzimidazole-Based High-Temperature Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells: New Insights and Recent Progress" analiza el estado actual de la investigación sobre pilas de combustible PEM de alta

temperatura y resume el rendimiento electroquímico de Celtec MEA con electrodos Celtec y productos de otros proveedores.

Un artículo de D. C. Seel et al. titulado "High-temperature polybenzimidazol-based membranes" (Membranas de

polibenzimidazol

de alta temperatura) trata sobre los métodos de síntesis de PBI,

los pasos de fundición y dopaje de la membrana

, la resistencia mecánica y la estabilidad de los polibenzimidazoles

, otras membranas autoportantes y compuestas relevantes para las aplicaciones de pilas de combustible PEM de alta temperatura

, la conductividad de estas membranas

, los catalizadores

, los electrodos

y los conjuntos de electrodos de membrana, incluidos los MEA de Celtec con electrodos de Celtec

y, por último, resume la durabilidad y el rendimiento electroquímico de los MEA/electrodos comerciales de varios proveedores.

Un artículo de F. J. Pinar et al. titulado "Effect of Compression Cycling on Polybenzimidazole-based High-Temperature Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells" analiza los ciclos de compresión de las MEA de Celtec con electrodos de Celtec.

Un artículo de Vladimir Gurau y Emory S. De Castro titulado "High Speed

Low Cost Fabrication of Gas Diffusion Electrodes for Membrane Electrode Assemblies

" (

Fabricación de

alta velocidad

y bajo coste de electrodos de difusión de gas para conjuntos de electrodos de membrana) trata de la producción automatizada de alta velocidad y bajo coste de los electrodos Celtec y explica cómo el método de producción puede afectar al rendimiento electroquímico final de los electrodos.

Un artículo de Vladimir Gurau y Emory S. De Castro titulado "Prediction of Performance Variation Caused by Manufacturing Tolerances and Defects in Gas Diffusion Electrodes of Phosphoric Acid (PA)â€"Doped Polybenzimidazole (PBI)-Based High-Temperature Proton Exchange Membrane Fuel Cells" (Predicción de la variación del rendimiento causada por las tolerancias de fabricación y los defectos en los electrodos de difusión de gas de las pilas de combustible de membrana de intercambio de protones de alta temperatura basadas en ácido fosfórico (PA) y dopadas con polibenzimidazol (PBI)) analiza la predicción de la variación del rendimiento causada por la producción automatizada de los MEA de Celtec con electrodos de Celtec.

Un proyecto de investigación realizado por la empresa Fluid Cell titulado "State-of-the-art of PEM FCs for stationary applications" presenta el rendimiento electroquímico de las MEA de Celtec con electrodos de Celtec para aplicaciones estacionarias.

Un artículo de Arvind Kannan et al. titulado "Long term testing of startâ€"stop cycles on high temperature PEM fuel cell stack" (Pruebas a largo plazo de ciclos de arranque-parada en pilas de combustible PEM de alta temperatura) analiza las pruebas de rendimiento a largo plazo con ciclos frecuentes de arranque-parada y también en funcionamiento ininterrumpido para las MEA de Celtec con electrodos de Celtec.

Un artículo de Thomas J.Schmidt y Jochen Baurmeister, con el título "Properties of high-temperature PEFC Celtec®-P 1000 MEAs in start/stop operation mode", investiga el rendimiento electroquímico de Celtec MEA con electrodos Celtec durante 6000 horas con ciclos de arranque y parada.

Cabe esperar un plazo típico de 1-2 semanas.

Propiedades del catalizador

Tipo de catalizador

Aleación de platino con soporte de carbono especial

Carga

~1,0 mg/cm2 de platino metálico

Propiedades de la capa de difusión de

gas Tipo de material

Tela tejida de fibra de carbono