لباد ألياف التيتانيوم لـ PEM & AEM مداخن التحليل الكهربائي وخلية الوقود LGDL

تحظى ألياف التيتانيوم باهتمام متزايد باعتبارها مادة أساسية في غشاء تبادل البروتون (PEM) وغشاء التبادل القلوي (AEM) ومداخن التحليل الكهربائي، وكذلك في خلايا الوقود.  خصائصه الفريدة تجعله خيارًا مثاليًا للاستخدام في طبقات المحفز وطبقات انتشار الغاز (GDL)، خاصة في التطبيقات التي تتطلب أداءً كهروكيميائيًا عاليًا ومتانة وكفاءة  أدناه، سوف نستكشف الدور الحاسم لألياف التيتانيوم في هذه الأنظمة وفوائدها لإنتاج الهيدروجين وتطبيقات خلايا الوقود.

1  ورأى ألياف التيتانيوم في PEM & AEM مداخن التحليل الكهربائي
يعد التحليل الكهربائي PEM والتحليل الكهربائي AEM تقنيتين متطورتين لإنتاج الهيدروجين عن طريق تقسيم الماء، ويلعب لباد ألياف التيتانيوم دورًا رئيسيًا في كليهما.

1.1 المقاومة للتآكل والمتانة
تشتمل كل من عمليات التحليل الكهربائي PEM وAEM على بيئات حمضية أو قلوية قاسية، حيث تكون مقاومة التآكل أمرًا بالغ الأهمية  يشتهر التيتانيوم بمقاومته الممتازة للأكسدة والتآكل، مما يجعل ألياف التيتانيوم مادة مثالية للأنود والكاثود في المحللات الكهربائية  وهذا يضمن طول عمر مكدس التحليل الكهربائي مع تقليل تكاليف التدهور والصيانة.

1.2 مساحة سطحية عالية
يتميز لباد ألياف التيتانيوم ببنية مسامية للغاية مع مساحة سطحية كبيرة، مما يسهل التفاعلات الكهروكيميائية الأكثر كفاءة أثناء تقسيم الماء  تزيد مساحة السطح الأعلى من معدل التفاعل على سطح القطب، مما يساهم في زيادة كفاءة إنتاج الهيدروجين  تعتبر هذه الميزة حاسمة بشكل خاص في تحقيق الأداء الأمثل لكل من المحللات الكهربية PEM وAEM.

1.3 وظيفة المجمع الحالي
غالبًا ما يتم استخدام لباد ألياف التيتانيوم كمجمع تيار في المحللات الكهربائية  إن موصليته العالية وقدرته على توزيع التيار الكهربائي بالتساوي عبر السطح تجعله خيارًا ممتازًا لتعزيز الكفاءة الكهربائية  يعد هذا أمرًا ضروريًا لكل من عملية التحليل الكهربائي وأداء المكدس على المدى الطويل، لأنه يضمن توزيعًا موحدًا للتيار ويقلل من فقدان الطاقة.

2 لباد ألياف التيتانيوم في خلية الوقود LGDL (طبقة انتشار الغاز الأرضي)
تعتمد خلايا الوقود، بما في ذلك خلايا الوقود PEM وخلايا الوقود القلوية، على طبقة انتشار الغاز المستقرة (GDL) لتسهيل النقل الفعال للغازات إلى طبقات المحفز وإزالة المياه المتولدة. تلعب طبقة انتشار الغاز الأرضي (LGDL) دورًا حاسمًا في ضمان الأداء الأمثل لخلايا الوقود، ويتم استخدام لباد ألياف التيتانيوم بشكل متزايد في هذا السياق.

2.1 توزيع الغاز المحسن
شعرت ألياف التيتانيوم’تسمح مسامية المادة بالتوزيع المتساوي للغازات (مثل الهيدروجين أو الأكسجين) عبر سطح القطب. في خلايا الوقود PEM، يعمل التوزيع الموحد للغاز على تحسين كفاءة تفاعل الأقطاب الكهربائية ويؤدي إلى تحسين إنتاج الطاقة وأدائها. تساعد مساحة السطح العالية أيضًا في الإزالة السريعة للمياه الناتجة أثناء التفاعل الكهروكيميائي.

2.2 القوة الميكانيكية والمرونة في ظروف التشغيل القاسية لخلية الوقود، تعد السلامة الهيكلية لطبقة انتشار الغاز أمرًا بالغ الأهمية. يوفر اللباد المصنوع من ألياف التيتانيوم المرونة والقوة، مما يجعله مقاومًا للضغط والتشوه. وهذا مهم بشكل خاص في ظروف الختم الانضغاطي داخل خلية الوقود، حيث يجب أن تتحمل المواد الضغط دون المساس بالأداء.

2.3 مقاومة التآكل في خلايا الوقود
كما هو الحال مع تطبيقات التحليل الكهربائي، تعتبر مقاومة التآكل أمرًا حيويًا في خلايا الوقود، خاصة في مناطق الأنود والكاثود حيث تحدث التفاعلات الكهروكيميائية. التيتانيوم’إن قدرة GDL المتأصلة على مقاومة التآكل في ظل الظروف الحمضية والقلوية تضمن متانة وموثوقية GDL ونظام خلايا الوقود الشامل على المدى الطويل.

3 مزايا شعر ألياف التيتانيوم
يوفر لباد ألياف التيتانيوم العديد من الفوائد الرئيسية التي تجعله المادة المفضلة في مداخن التحليل الكهربائي وخلايا الوقود PEM وAEM:

·الموصلية العالية: التيتانيوم’تسمح الموصلية الكهربائية الممتازة بتوزيع التيار بكفاءة، مما يحسن كفاءة النظام في كل من تطبيقات التحليل الكهربائي وخلايا الوقود.

· الوزن الزائد: على الرغم من قوتها ومتانتها، فإن لباد ألياف التيتانيوم خفيف الوزن، وهو اعتبار مهم في التطبيقات التي يكون فيها الوزن والحجم عاملين حاسمين، كما هو الحال في خلايا الوقود المحمولة.

· الخمول الكيميائي: التيتانيوم’إن مقاومة الأكسدة والثبات الكيميائي تجعلها مناسبة للاستخدام في البيئات المسببة للتآكل دون تدهور، مما يضمن الاستقرار على المدى الطويل ويقلل الحاجة إلى عمليات استبدال متكررة.

· التخصيص: يمكن تصميم لباد ألياف التيتانيوم بسهولة لتلبية المتطلبات المحددة للتطبيقات المختلفة، بما في ذلك تعديلات المسامية والسمك ومحاذاة الألياف، مما يؤدي إلى تحسين أدائها في أنظمة التحليل الكهربائي أو خلايا الوقود.

خاتمة

تلعب ألياف التيتانيوم دورًا محوريًا في تطوير مداخن التحليل الكهربائي PEM وAEM وLGDL لخلايا الوقود، مما يوفر أداءً فائقًا من حيث مقاومة التآكل والمتانة والكفاءة الكهروكيميائية. من خلال تحسين نشر الغاز، وتعزيز جمع التيار، وضمان الموثوقية طويلة المدى للأنظمة الكهروكيميائية، أصبحت ألياف التيتانيوم مادة مفضلة لإنتاج الهيدروجين وتقنيات خلايا الوقود من الجيل التالي. مع تزايد الطلب على حلول الطاقة النظيفة، فإن دور المواد المتقدمة مثل ألياف التيتانيوم سوف يزداد، مما يجعلها عنصرًا حاسمًا في التحول إلى اقتصاد طاقة مستدام قائم على الهيدروجين.

لمزيد من المعلومات أو الاستفسارات يرجى الاتصال:

شركة فوشان هومتي للمواد الجديدة المحدودة

واتس اب/ويشات: 0086-13726337448

البريد الإلكتروني: catarey@homixe.com

موقع الكتروني: www.homixe.com