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Electrodos de Membrana (MEA's)

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Conjuntos de Electrodos de Membrana (MEA)

Un conjunto de electrodos de membrana (MEA) es el componente central de una celda de combustible que ayuda a producir la reacción electroquímica necesaria para separar los electrones.
En el lado del ánodo del MEA, un combustible (hidrógeno, metanol, etc.) se difunde a través de la membrana y se encuentra e...

Conjuntos de Electrodos de Membrana (MEA)

Un conjunto de electrodos de membrana (MEA) es el componente central de una celda de combustible que ayuda a producir la reacción electroquímica necesaria para separar los electrones.
En el lado del ánodo del MEA, un combustible (hidrógeno, metanol, etc.) se difunde a través de la membrana y se encuentra en el extremo del cátodo con un oxidante (oxígeno o aire) que se une al combustible y recibe los electrones que se separaron del combustible.
Los catalizadores en cada lado permiten reacciones y la membrana permite que los protones pasen mientras mantienen los gases separados. De esta manera se mantiene el potencial de la celda y se extrae corriente de la celda que produce electricidad.

Un MEA típico se compone de una membrana de electrolito polimérico (PEM), dos capas de catalizador y dos capas de difusión de gas (GDL).
Un MEA con esta configuración se conoce como MEA de 5 capas debido a su composición.
Una versión alternativa de un conjunto de electrodos de membrana es el MEA de 3 capas que se compone de una membrana de electrolito de polímero con capas de catalizador aplicadas a ambos lados, ánodo y cátodo. Un nombre alternativo para este tipo de MEA es Membrana Recubierta de Catalizador (CCM). Consulte la figura siguiente para ver un ejemplo de cada tipo:



Algunas diferencias clave en los dos tipos de MEA, de 5 capas o de 3 capas, son la presencia de un GDL preseleccionado y la ubicación de las capas de catalizador aplicadas.
En los MEA de 5 capas, el GDL es una tela de carbono estándar con una capa microporosa (MPL) aplicada a un lado de la tela.
La tela está tratada con teflón y ayuda a empujar el agua del producto fuera de los sitios del catalizador, y el MPL está hecho de polvo de carbón que se convierte en una suspensión con una solución de teflón y se aplica a la tela para dar una superficie lisa para aplicar el catalizador. y la capa también es eléctricamente conductora mientras mantiene una estructura de poros abiertos para permitir que los gases entren en los sitios de reacción. Esta configuración es más fácil de aplicar el catalizador y permite una fabricación MEA más rápida.

Los MEA de 3 capas no vienen con un GDL, por lo que puede experimentar con diferentes GDL para encontrar estructuras más óptimas en su entorno de prueba.
El lado negativo es que ahora el catalizador debe aplicarse directamente a la membrana, lo cual es más difícil ya que la membrana se hinchará a medida que se moje.
Ambas opciones funcionarán por igual después del período de rodaje para el MEA, que generalmente es de alrededor de 24 horas de operación. Este período operativo permite que el agua producida se distribuya por toda la membrana e hidrate completamente el MEA, siempre que las estequiometrías de los reactivos para los caudales de gas se mantengan bajas. Los MEA de 5 capas son generalmente más baratos por MEA, mientras que los MEA de 3 capas son más costosos debido al aumento en el tiempo y la mano de obra para la fabricación.

Se pueden suministrar MEA para muchas aplicaciones, incluidos electrolizadores, celdas de combustible de electrolito de polímero, celdas de combustible de aire de hidrógeno / oxígeno, celdas de combustible de metanol directo y muchas más.

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