Kütuseelemendi struktuuri üksikasjalik selgitus

Thekütuseelementstack koosneb mitmest järjestikku virnastatud kütuseelemendi monomeerist.Bipolaarne plaat ja membraanelektrood MEA kattuvad vaheldumisi, iga monomeer on manustatud tihendi vahele, pärast esi- ja tagaotsa plaadi vajutamist kruvikinnitusega, see tähendab kütuseelemendi virna.Kütuseelemendi virn on koht, kus toimub elektrokeemiline reaktsioon, mis on kütuseelemendisüsteemi (või kütuseelemendi mootori) põhiosa.Kui reaktor töötab, jaotatakse vesinik ja hapnik iga üksiku raku bipolaarsetele plaatidele läbi reaktori peamise gaasikanali ning seejärel ühtlaselt elektroodidele läbi bipolaarse plaadijuhiku. Elektrokeemilised reaktsioonid viiakse läbi elektroodi tugikeha kontakti viimisel katalüsaatoriga.

1. Kütuseelementüks rakk:

Kütuseelemendi element koosneb seitsmekihilisest struktuurist, mille keskmine kiht on prootonivahetuskile (tuntud ka kui elektrolüüdi kile), millele järgneb sümmeetriliselt negatiivne/anoodne katalüütiline kiht, negatiivne/anoodne gaasi difusioonikiht ja negatiivne/anoodne bipolaarne plaat.

2. Elektrikorstna virnastruktuur:

Kütuseelementide puhul on elektroodide ja elektrolüüdiplaatide komplektist koosneval üksikul elemendil madal väljundpinge ja madal voolutihedus. Kõrgepinge ja võimsuse saamiseks ühendatakse tavaliselt mitu üksikut elementi järjestikku, moodustades elektrikorstna.Kõrvuti asetsev üksik aku on eraldatud bipolaarse plaadiga, mida kasutatakse esi- ja tagumise üksiku aku ühendamiseks ning gaasi voolutee tagamiseks ühe aku jaoks.Pinnastruktuur on kütuseelemendisüsteemi tuum ja kütuseelemendi võtmetehnoloogia.

Kütuseelemendi virn koosneb peamiselt seitsmest osast: otsaplaat, isolatsiooniplaat, kollektorplaat, bipolaarne plaat, membraanelektrood, kinnitus ja tihendusrõngas:

Otsaplaat: Otsaplaadi põhiülesanne on kontrollida kontaktrõhku, seega on otsaplaadi kõige olulisemad omadused piisav tugevus ja jäikus.Piisav tugevus võib tagada, et otsaplaat ei kahjustata pakkejõu mõjul, ja piisav jäikus võib muuta otsaplaadi deformatsiooni mõistlikumaks, et pakendikoormus oleks ühtlaselt üle kantud tihenduskihile ja MEA-le.

Isolatsiooniplaat: isolatsiooniplaat ei aita kaasa kütuseelemendi väljundvõimsusele ja isoleerib elektriliselt ainult kollektorplaadi tagumise otsa plaadist.Võimsuse tiheduse parandamiseks minimeerida isolatsiooniplaadi paksust ja kaalu, tagades samal ajal isolatsioonikauguse (või isolatsioonitakistuse).Isolatsiooniplaadi paksuse vähendamisel on aga oht, et tootmisprotsessi käigus tekivad nööpnõelad, samuti võidakse kasutusele võtta muid juhtivaid materjale, mille tulemuseks on isolatsioonivõime halvenemine.