Две главне манифестације квара протонске мембране

Електролит ПЕМФЦ-а је перфлуоросулфонска киселинаМембрана за размену протона(ПФСА мембрана), која углавном игра улогу блокирања водоника и ваздуха, блокирајући електроне и спровођење протона уцелина за горивоЋелије / електролизери. Како се време рада повећава, структураПФСА мембранаће се променити и разне функције ће неминовно утицати, углавном у следећа два аспекта.

1. Плинска продор

Након дугогодишњег радног времена, дебљина ПФСА мембране ће се смањити и појавити се недостаци попут пукотина и перфорација. Способност блокирања гаса биће увелико ослабљена, а водоник и ваздух ће прећи кроз ПФСА мембрану, а напон отвореног круга (ОЦВ) батерије ће се смањити.

Механизам оштећења мембране ПФСА може се углавном поделити на два аспекта: пригушење проузроковано механичким оштећењем и мембраном проузрокованом електрохемијом.

ПФСА мембрана ће се више пута проширити и смањити под мокрим и врућим циклусима, што резултира циклусима стреса. Временом ће се појавити пукотине;

Генерација пукотина ће промовисати цурење и унакрсну продору реакционих гасова, отежавајући електрохемијску деградацију;

Дефекти проузроковани електрохемијским деградацијом постаће подручја концентрације стреса, које заузврат убрзавају механичку штету.

Две главне манифестацијеПротон мембрананеуспех

СЕМ слика оштећене структуре мембране ПФСА

Генерација микропора или микропраката не изазива неуспех од ПФСА мембране одмах, већ се шири на одређену величину под деловањем цикличког механичког стреса. Овај процес чини 50% живота ПФСА мембране. Стога је отпорност уморске мембране умор је веома важна.

ОЦВ је важан показатељ за мерење живота ПФСА мембране

Озбиљна плинска пенетрација унутар ПФСА мембране довешће до смањења ОЦВ-а. Постоје два мишљења о томе.

Један поглед је да у стању отвореног круга водоник продире у катоду и под електрокаталитичком деловањем катоде, генерише се мешовити потенцијал да формира локалну полу ћелију, чиме се спуштају на тај начин спуштајући на тај начин и смањујући ОЦВ батерију.

Други поглед је да након што водоник продире у катоду, на површини ПТ катализатора, уништавајући ПТ-О интерфејс, смањујући ПТ-О мешовити потенцијал и на тај начин смањујући на тај начин.

Смањење ОЦВ-а такође може бити узроковано електронским кратким спојем.

Можемо разликовати електронски кратки круг и пенетрацију гаса променом гасног делимичног притиска.

Када се делимични притисак гаса повећа, гасни притисак на обе стране мембране је већи, продирање проморница гаса, а ОЦВ ће се значајно смањити; Исто је истинито обрнуто.

Ако је смањење ОЦВ-а повезан са притиском гаса, то значи да је то повезано са плинском пропозимањем, што је узрокован слабљењем перформанси гасне баријере мембране; Ако смањење ОЦВ-а није повезано са притиском гаса, то значи да је настао електронским кратким спојем.

2 Смањење проводљивости проводљивости

Када је контаминирана ПФСА мембрана, протони на сулфонатној групи замењују се другим металним катицијама, што заузврат доводе до повећања материјалне еквивалентне ЕВ вредности мембране, пад броја протона који се могу ослободити и смањење количине воде који се могу сместити. Њих двоје заједно узрокују да се проводљивост проводљивости протонске мембране смањи.

Вредност ЕВ представља масу мембране потребне за 1 МОЛ хидроген јона. Што је мања вредност ЕВ, што је већа густина протона у мембрани и боља проводљивост мембране.

Поред тога, када се протонска мембрана нападне слободним радикалима, селфонат групно-димензијама или се поликондизациона реакција настаје под мокрим циклусом топлоте да би формирала анхидрид, оне ће узроковати да протони мембране изгубе провод, и на крају узрокује смањење проводљивости и на крају проузрокује смањење проводљивости.