DC TP-100 膜電極精密壓機

品名：膜電極精密壓機

型號：DC TP-100

廠商：武漢電弛新能源有限公司

產(chǎn)地：中國

溫控范圍：50 ~ 350 ℃

液壓壓力：10 ton

計時器：100 min 倒計時

平板尺寸：180 *180 mm

膜電極由質(zhì)子交換膜（PEM）與兩側(cè)催化劑層（CL）、氣體擴散層（GDL）組成,，在制備膜電極過程中,，有一個重要工藝步驟——熱壓。

熱壓處理的必要性主要體現(xiàn)在5個方面：

1,，改善催化層與質(zhì)子交換膜的界面接觸特性

通過熱壓工藝可減少CL,、PEM和GDL之間的空隙，使其形成緊密的物理接觸,。

例如,，通常施加5~15 MPa的壓強，可以迫使催化劑嵌入PEM表面,，降低界面阻抗20~40%左右,，從而提升質(zhì)子傳導(dǎo)效率，減小電壓損失,，提升膜電極的電流密度,，有助于高性能燃料電池技術(shù)開發(fā)應(yīng)用。同時,，通過120~160℃的熱壓,，可使PEM部分軟化，與CL形成一定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),，使得催化劑的抗剝離強度提高3~5倍,，避免了運行中因濕度變化導(dǎo)致的層間分離。

2,，調(diào)控孔隙結(jié)構(gòu),，提高傳質(zhì)效率

熱壓工藝可壓縮CL的孔隙率，縮小孔徑分布，使得氣體,、質(zhì)子的傳輸路徑更短更均勻,。通過調(diào)整熱壓時間（通常30-180秒），可形成梯度孔隙結(jié)構(gòu)：CL表層保留較大孔（利于氣體擴散）,，底層形成致密微孔（促進(jìn)質(zhì)子傳導(dǎo)）,，可避免水淹或膜干涸的問題。

3,，激活質(zhì)子交換膜性能

PEM在熱壓過程中,，其磺酸基團(tuán)在高溫下可重新排列，形成連續(xù)質(zhì)子通道,，從而大幅提高電導(dǎo)率,。

4，消除微觀缺陷

通過熱壓引起CL塑性變形,，可迫使CL中存在的納米級氣泡或裂紋得到填充,，消除缺陷。因此,，催化劑的利用率也可以得到20%~30%的提升,。

5、工藝參數(shù)協(xié)同控制

在熱壓處理過程中,，催化層不可避免會受到影響,，如何更好地優(yōu)化熱壓工藝？目前,，學(xué)術(shù)界做了很多探索,，圍繞“熱壓溫度T、熱壓壓力P,、熱壓時間t”等關(guān)鍵參數(shù)展開研究,。膜電極熱壓的關(guān)鍵在于精準(zhǔn)控制溫度、壓力,、時間三要素,。

DC TP-100 膜電極精密壓機

在壓力控制上，DC TP-100膜電極精密壓機采用四柱平板熱壓設(shè)計,，保證壓力均勻一致,，最大可施加10t液壓壓力。這是一個什么概念呢,？我們以5×5cm2 膜電極熱壓處理為例,。

10 t=10,000 kg

依牛頓第二定律 F=ma

10,000 kg × 9.8 m/s2 =98,000 N

5×5 cm2=25 cm2=0.0025 m2

98,000 N ÷ 0.0025 m2 = 39,200,000 N/m2 

依國際單位壓強公式

1Pa=1 N/m2，1MPa=1,000,000 Pa

39,200,000 N/m2 = 39.2 MPa

即：最大可對膜電極施加39.2MPa壓強

可以看到,，DC TP-100膜電極精密壓機足夠滿足壓力控制需求,。當(dāng)然,，日常膜電極的熱壓處理一般5MPa就可以了，即施加1.275t的液壓壓力,。

在溫度控制上,，業(yè)界一般認(rèn)為熱壓溫度100-130℃比較合適,，超過160℃會造成破壞,。DC TP-100膜電極精密壓機具備上下兩層調(diào)溫，溫控范圍 50-350℃,，足夠滿足熱壓處理溫度控制需求,。

在時間控制上，熱壓時間不能過長,，一般幾十秒到幾分鐘就可以了,。DC TP-100膜電極精密壓機擁有100分鐘的自動計時功能，足夠滿足時間控制需求,。