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当催化剂氢燃料的化学能转化为电能之后,产生的电子需要导通出来,这时候就需要高导电性的气体扩散层了。通常气体扩散层是覆盖在催化剂上,如图 ( 3 )所示,这样才可以有效的收集电流,但是这又带来了一系列问题。首先,纳米铂催化剂反应需要氢气和氧气,那么就必须要穿过气体扩散层,这样气体扩散层就必须就一种多孔的材料。第二,氢燃料电池的产物水要从催化剂表面排出,那么就需要气体扩散层有很好的排水性能。第三,氢燃料电池的工作温度在80度左右,同时有存在氧气和水,对各种材料的腐蚀性很大,目前碳材料是制备气体扩散层最好的材料。
从上面的叙述可以发现,气体扩散层是一个多面手,只是一个方面的性能好是不行的。如图 ( 3 )的右图所示,是气体扩散层的电子显微镜图片,看上去是很简单的,主要由碳纤维材料制备而成。但是气体扩散层的制备技术非常复杂,难度很大,还需要非常先进的设备,这就导致了我们国家到目前为止还不能批量生产碳纸。幸运的是,我们国家已经开始认识到这个问题,以科技部为代表的国家各个部门都开始组织全国的科研人员来进行技术攻关。相信不久的将来,气体扩散层的国产化问题肯定可以得到有效解决。
这样氢燃料电池核心部件——膜电极就介绍完毕了,里面的质子交换膜、纳米铂催化剂、气体扩散层都进行了详细的介绍。那么燃料电池为什么到现在还不能推广应用呢?也就是我们日常生活中还没有常常看到氢燃料电池的踪迹呢?
预知答案,请看下一篇:充满贵族气息的燃料电池
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