Membrane-electrode assembly of 5 cm2 active area with gas diffusion electrodes deposited by spark discharge generator

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F61388998%3A_____%2F21%3A00549222" target="_blank" >RIV/61388998:_____/21:00549222 - isvavai.cz</a>

Result on the web

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

čeština

Original language name

Sestava membrány a elektrod o aktivní ploše 5 cm2 využívající plynově difúzní elektrody nanesené pomocí generátoru jiskrového výboje

Original language description

Funkční vzorek sestavy membrány a elektrod (MEA – membrane electrode assembly) pro nízkoteplotní vodíkový palivový článek byl vyroben novým postupem využívajícím aerosolovou syntézu platinového nanomateriálu pomocí jiskrového výboje. Platinové nanočástice vytvořené v plynné fázi byly následně filtrací nosného plynu naneseny na plynově difúzní vrstvu (GDL – gas diffusion layer) a vytvářejí elektrodu (GDE – gas diffusion electrode) v palivovém článku. Tím byla vytvořena třívrstvá sendvičová struktura MEA složená ze dvou elektrod oddělených polymerní membránou. Aktivní plocha vzorků MEA je 5 cm2 a cílový obsah platinového katalyzátoru na elektrodách je 0,40 mgPt/cm2.n

Czech name

Sestava membrány a elektrod o aktivní ploše 5 cm2 využívající plynově difúzní elektrody nanesené pomocí generátoru jiskrového výboje

Czech description

Funkční vzorek sestavy membrány a elektrod (MEA – membrane electrode assembly) pro nízkoteplotní vodíkový palivový článek byl vyroben novým postupem využívajícím aerosolovou syntézu platinového nanomateriálu pomocí jiskrového výboje. Platinové nanočástice vytvořené v plynné fázi byly následně filtrací nosného plynu naneseny na plynově difúzní vrstvu (GDL – gas diffusion layer) a vytvářejí elektrodu (GDE – gas diffusion electrode) v palivovém článku. Tím byla vytvořena třívrstvá sendvičová struktura MEA složená ze dvou elektrod oddělených polymerní membránou. Aktivní plocha vzorků MEA je 5 cm2 a cílový obsah platinového katalyzátoru na elektrodách je 0,40 mgPt/cm2.n

Type

G_funk - Functional sample

CEP classification

—

OECD FORD branch

10405 - Electrochemistry (dry cells, batteries, fuel cells, corrosion metals, electrolysis)

Project

<a href="/en/project/TM01000018" target="_blank" >TM01000018: Development of high-performance catalyst materials and high-durability metallic plates for intelligent automated manufacturing of fuel cell stacks</a><br>

Continuities

I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace

Publication year

2021

Confidentiality

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Internal product ID

INV21-055

Numerical identification

INV21-055

Technical parameters

Zajištění kontinuálního provozu generátoru jiskrového výboje pro výrobu platinových nanočástic o produkční rychlosti 50 mgPt za hodinu, filtrace nosného plynu s nanočásticemi na materiál plynově difúzní elektrody o ploše 5 cm2 s účinností přes 75% (včetně započítání ztrát na stěnách komory jiskrového výboje), zajištění rovnoměrného nanášení platinového nanomateriálu na aktivní plochu elektrody použitím vhodné kombinace podkladových vrstev v depoziční komoře – vrstva sintrovaných mosazných kuliček o pórovitosti 20 µm + vrstva filtračního papíru kategorie GF-6, dosažení cílového množství platinového materiálu na elektrodách (tzv. platinum loading) o hodnotě 0,4 mgPt/cm2 aktivní plochy elektrody, čištění a aktivace polymerní membrány v roztocích peroxidu vodíku a kyseliny sírové, lisování nového typu elektrod vyrobených pomocí jiskrového výboje na aktivovanou polymerní membránu za tepla s parametry – lisovací síla 3 kN, doba lisování 2 minuty, teplota lisování 130 °C, ověření mechanické soudržnosti nalisované sendvičové struktury MEA – anodová GDE + polymerní membrána + katodová GDE

Economical parameters

Funkční vzorek MEA představuje alternativní postup ke standardní komerční výrobě MEA. Z odborně technického hlediska tato nová metoda značně zjednodušuje výrobu katalytické vrstvy tím, že jsou kroky generování katalytických nanočástic a jejich nanesení na plynově difúzní vrstvu integrovány do jednoho technického zařízení. Dosud používaný postup výroby katalytických vrstev oproti tomu vyžaduje: syntézu katalytických nanočástic v roztoku, extrakci katalytických nanočástic z roztoku a jejich čistění, přípravu katalytického inkoustu s obsahem katalytických nanočástic, nanášení katalytického inkoustu na plynově difúzní vrstvu (blade coating nebo spray coating) a sušení katalytické vrstvy. Z ekonomického hlediska nový postup nabízí levnější možnost výroby EMA díky nižším nákladům na vybavení a nižšímu počtu technologických kroků.

Application category by cost

—

Owner IČO

61388998

Owner name

Ústav termomechaniky AV ČR, v. v. i.

Owner country

CZ - CZECH REPUBLIC

Usage type

A - K využití výsledku jiným subjektem je vždy nutné nabytí licence

Licence fee requirement

A - Poskytovatel licence na výsledek požaduje licenční poplatek

Web page

—