Metal Köpük - Yanacaq Hüceyrəsinin Soyuq Başlama Performansının Gücləndirilməsi

Kommersiyalaşdırılıbmetal köpükləronların məsaməli mikro strukturu, yüksək məsaməliliyi və yaxşı mexaniki gücünə görə hazırda yanacaq hüceyrələri üçün adi qaçışçılara yaxşı potensial alternativdir.
Əvvəlcə otaq temperaturunda normal iş şəraitində batareyanın polarizasiya performansı təhlil edildi. Katodun batareyanın işini məhdudlaşdıran əsas elektrod olduğunu nəzərə alsaq, hər iki tək elementin anodunda şərti paralel axın yolları, yeni nikel-metal köpük axını sahəsi olan katod üçün isə adi paralel axın yolları istifadə olunur.
İki axın sahəsindəki axın fərqlərini və performans fərqlərini daha aydın şəkildə əks etdirmək üçün tədqiqatda 1,5 sm × 20 sm ölçüsündə (qazların hamısı uzun tərəf boyunca axırdı) nazik hüceyrə axını sahəsindən istifadə edildi, bu da orijinal hüceyrəni bir qədər itirdi. performans və buna görə də hüceyrə polarizasiya performansı yüksək deyildi. Bundan əlavə, testdə hər iki hüceyrə üçün eyni MEA (Nafion-112) istifadə edilmişdir. Köpük metal axını sahəsində kiçik axın kanalının daha yüksək əyriliyinə görə, hər iki ucunda təzyiq düşməsi adi axın sahəsində sadə uzun düz axın kanalı ilə müqayisədə daha yüksəkdir, bu da katoda qaz tədarükünü artırır, əməliyyat təzyiqi və elektrokimyəvi reaksiya sürətini və eyni zamanda, müəyyən dərəcədə daha çox təzyiqli qaz mühərriki gücünü istehlak etməsi lazımdır və nasos itkisini artırır. Maksimum güc sıxlığı olan hüceyrələr üçün daha yüksəkdirmetal köpükaxın sahələrində, aşağı cərəyanlarda isə güc sıxlığı adi axın sahəsi hüceyrələrininkindən bir qədər aşağıdır. Ümumiyyətlə, metal köpük axını sahəsinin istifadəsinin üstünlükləri hələ də əhəmiyyətlidir. Uzunmüddətli perspektivdə, köpük metal axını sahəsində daha vahid qaz və maye su axını səbəbindən praktik tətbiqlərdə daha qısa bir axın sahəsi və ya katod və anod şaquli çarpaz təchizatı istifadə edilə bilər (anod qazı ənənəvi axın kanalının uzun tərəfi, katod qazı köpük axını sahəsinin qısa tərəfi boyunca axır), bu da katodun giriş və çıxış təzyiqinin düşməsi nəticəsində yaranan nasos itkisini daha da azaldır, və beləliklə, batareyanın performansının artırılmasını həyata keçirəcəyi və hətta uzun müddətdə əldə edilə bilən ənənəvi axın kanalından müqayisə edilə bilən və ya daha yüksək güc sıxlığını qoruyacağı gözlənilir. Buna görə də, nasos itkisini ənənəvi axın kanalı ilə müqayisə edilə bilən və ya ondan daha aşağı saxlayaraq hüceyrə performansının artırılmasının həyata keçirilməsi gözlənilir.
Digər tərəfdən, sıfırdan aşağı başlanğıc şərtləri ilə bağlı narahatlığı həll etmək üçün, müvafiq olaraq, sabit cərəyan və sabit gərginlik rejimləri altında katodda köpük metal axını sahəsi və şərti paralel axın kanalı ilə yanacaq hüceyrələrinin dinamik başlanğıc performansını hərtərəfli müqayisə edirik.
Digər tərəfdən, populyar sub-sıfır başlanğıc şərti üçün, müvafiq olaraq, sabit cərəyan və sabit gərginlik rejimləri altında katodda köpük metal axını sahəsi və şərti paralel axın kanalı ilə yanacaq hüceyrələrinin dinamik başlanğıc performansını hərtərəfli müqayisə edirik.
Köpük-metal axını sahəsi işə salma və uğurlu işə salma zamanı sabit hüceyrə performansı ilə əla üstünlüklər nümayiş etdirir, əksinə, əməliyyat zamanı daha aşağı və qeyri-sabit hüceyrə çıxış gərginliyi ilə ənənəvi paralel axınlı kanal hüceyrəsi istilik istehsal sürətini və temperaturu yaxşılaşdırır. müəyyən dərəcədə yüksəlmə sürəti, lakin axın kanallarının az olması səbəbindən buzlanma və tıxanma ehtimalı xətti olaraq artır (axın sayından asılı olaraq) kanallar), bu da onun dəyişən hüceyrə çıxış performansına gətirib çıxarır Lakin, buzun tıxanma ehtimalı xətti artır (axın kanallarının sayından asılı olaraq), nəticədə dalğalanan hüceyrə çıxış performansı və işə salınma uğursuzluğu ehtimalı artır.
Xülasə, yanacaq hüceyrəsinin mükəmməl gözenekli quruluşu iləköpük metalaxın sahəsi həm otaq temperaturunda işləmə, həm də sıfırdan aşağı dinamik işə salma şərtləri altında ənənəvi “xəndək-silsilə” axın kanalına malik hüceyrə üzərində əhəmiyyətli üstünlüklərə malikdir.
Otaq temperaturunda batareyanın maksimum güc sıxlığı və son cərəyan sıxlığı təxminən 25% artır;
Sıfırdan aşağı başlanğıc şəraitində, köpük metal axını sahəsi olan batareyaların işləməsi başlanğıc zamanı daha hamar olur və aşağı temperaturda özünü işə salma qabiliyyəti çox yaxşılaşdırılır.
Bundan əlavə, keçiriciliyi artırmaq üçün qızıl örtük kimi köpük metal materialları üçün daha optimallaşdırılmış müalicə üsullarının istifadəsi, daha uyğun hidrofobiklik və korroziyaya davamlı müalicələr vəköpük materiallarıdaha optimallaşdırılmış məsamə ölçüləri, məsaməlilik və sıxılma nisbətləri ilə yanacaq elementinin əməliyyat performansını daha da gücləndirəcəyi və soyuq başlanğıc dövrünün davamlılığını artıracağı gözlənilir.