Кафки металлӣ - Такмили иҷрои Сӯзишвории Ҳуҷайраи Сард

Тиҷоратӣкафкхои металлйдар айни замон алтернативаи хуби потенсиалӣ ба давандагони муқаррарӣ барои ҳуҷайраҳои сӯзишворӣ бо сабаби микроструктураи ковокӣ, ковокии баланд ва қувваи хуби механикии онҳо мебошанд.
Аввалан, кори поляризатсияи батарея дар шароити кори муқаррарӣ дар ҳарорати хонагӣ таҳлил карда шуд. Бо дарназардошти он, ки катод электроди асосиест, ки кори батареяро маҳдуд мекунад, барои аноди ҳарду ҳуҷайраҳои яккаса роҳҳои муқаррарии ҷараёни параллелӣ ва барои катод мутаносибан роҳҳои мувозии параллелӣ барои катод бо майдони нави кафкеи никелӣ истифода мешаванд.
Барои равшантар инъикос кардани фарқиятҳои ҷараён ва фарқиятҳои кор дар ду майдони ҷараён, тадқиқот майдони гардиши ҳуҷайраро бо андозаи 1,5 см × 20 см истифода бурд (газҳо ҳама дар канори дароз ҷорӣ мешуданд), ки ҳуҷайраи аслиро то андозае гум кардааст. иҷроиш, ва аз ин рӯ, иҷрои поляризатсияи ҳуҷайраҳо баланд набуд. Илова бар ин, ҳамон MEA (Nafion-112) барои ҳарду ҳуҷайра дар озмоиш истифода шудааст. Аз сабаби каҷшавии баланди канали ҷараён дар майдони ҷараёни металли кафк, пастшавии фишор дар ҳарду канори он дар муқоиса бо канали оддии ҷараёни рости дароз дар майдони анъанавӣ баландтар аст, ки ин таъминоти газро ба катод ва корбариро беҳтар мекунад. фишор, ва суръати реаксияи электрохимиявӣ ва дар айни замон, ба он лозим аст, ки ба истеъмоли бештар қувваи муҳаррики газ фишор ба як дараҷаи муайян ва зиёд талафоти насос. Зичии максималии нерӯ барои ҳуҷайраҳои дорои баландтар асткафки металлймайдонҳои ҷараён, дар ҳоле ки дар ҷараёнҳои паст, зичии нерӯи барқ ​​каме камтар аз ҳуҷайраҳои майдони ҷараёнро муқаррарӣ аст. Дар маҷмӯъ, бартариҳои истифодаи майдони ҷараёни кафкеи металлӣ ҳоло ҳам назаррасанд. Дар муддати тӯлонӣ, аз сабаби якранг будани ҷараёни газ ва оби моеъ дар майдони ҷараёни металли кафк, майдони ҷараёни кӯтоҳтарро дар барномаҳои амалӣ ё истифодаи амудии катод ва анод (гази анод дар баробари ҷараён) истифода бурдан мумкин аст. тарафи дарози канали ҷараёни анъанавӣ, гази катодӣ дар паҳлӯи кӯтоҳи майдони ҷараёни кафк ҷараён мегирад), ки ин талафоти насосро, ки аз паст шудани фишори даромад ва баромади катод ба вуҷуд омадааст, коҳиш медиҳад, ва ба ин васила интизор меравад, ки такмили кори батареяро амалӣ созад ва ҳатто зичии қувваи муқоисашаванда ё ҳатто баландтарро нисбат ба канали ҷараёни анъанавӣ, ки дар дарозмуддат ба даст овардан мумкин аст, нигоҳ дорад. Аз ин рӯ, интизор меравад, ки баланд бардоштани самаранокии ҳуҷайраҳо ҳангоми нигоҳ доштани талафоти обкашӣ бо канали ҷараёни анъанавӣ муқоисашаванда ё ҳатто пасттар бошад.
Аз тарафи дигар, барои рафъи нигаронии шароити оғозёбии зери сифр, мо иҷрои динамикии оғозёбии ҳуҷайраҳои сӯзишворӣ бо майдони ҷараёни металли кафк ва канали ҷараёни мувозии муқаррариро дар катод дар ҳолати доимии ҷараён ва шиддати доимӣ ҳамаҷониба муқоиса мекунем.
Аз тарафи дигар, барои ҳолати маъмули ибтидоии зери сифр, мо иҷрои динамикии оғозёбии ҳуҷайраҳои сӯзишворӣ бо майдони ҷараёни металли кафк ва канали ҷараёни мувозии муқаррариро дар катод дар режими доимии ҷараён ва шиддати доимӣ ҳамаҷониба муқоиса мекунем.
Майдони ҷараёни кафк-металлӣ бартариҳои аъло нишон медиҳад, ки бо иҷрои мӯътадили ҳуҷайра ҳангоми оғозёбӣ ва бомуваффақият кор мекунад, дар ҳоле ки баръакс, ҳуҷайраи канали мувозӣ-ҷараёни муқаррарӣ, ки шиддати баромади ҳуҷайраи паст ва ноустувор ҳангоми кор, суръати истеҳсоли гармӣ ва ҳароратро беҳтар мекунад. суръати болоравии он ба андозаи муайян, аммо аз сабаби камтар будани каналҳои ҷараён, эҳтимолияти яхбандӣ ва басташавӣ ба таври хаттӣ (вобаста ба миқдори ҷараён) меафзояд. каналҳо), ки боиси тағйирёбии иҷрои баромади ҳуҷайраҳои он мегардад, Аммо, эҳтимолияти басташавии ях ба таври хаттӣ (вобаста ба шумораи каналҳои ҷараён) меафзояд, ки дар натиҷа иҷрои тағирёбии баромади ҳуҷайра ва эҳтимолияти нокомии оғозёбӣ меафзояд.
Дар ҷамъбаст, сохтори porous аъло ҳуҷайраи сӯзишворӣ бометалли кафкмайдони ҷараён нисбат ба ҳуҷайра бо канали ҷараёнҳои анъанавии "тренч-риҷ" дар ҳам дар ҳарорати хонагӣ ва ҳам дар шароити оғозёбии динамикӣ бартариҳои назаррас дорад.
Зичии ниҳоии қувваи барқ ​​ва зичии ниҳоии ҷараёни батарея дар ҳарорати хонагӣ тақрибан 25% зиёд мешавад;
Дар шароити ибтидоии зери сифр, кори батареяҳо бо майдони ҷараёни металли кафк ҳангоми оғозкунӣ ҳамвортар аст ва қобилияти худкоркунии ҳарорати паст ба таври назаррас беҳтар карда мешавад.
Илова бар ин, истифодаи усулҳои бештар оптимизатсияшуда барои маводи металлии кафк, аз қабили тиллопӯшӣ барои баланд бардоштани гузаронандагӣ, табобати мувофиқтари гидрофобӣ ва муқовимат ба зангзанӣ ва истифодаимасолехи кафкИнтизор меравад, ки бо андозаи бештар оптимизатсияшудаи сӯрохиҳо, ковокӣ ва таносуби фишурдасозӣ, иҷрои минбаъдаи фаъолияти ҳуҷайраи сӯзишворӣ ва устувории давраи оғози сардиро тақвият бахшад.