Металл көбүк - күйүүчү май клеткасынын Cold Start Performance Enhancement

Коммерциялыкметалл көбүктөразыркы учурда алардын тешиктүү микроструктурасы, жогорку көзөнөктүүлүгү жана жакшы механикалык бекемдиги үчүн отун клеткалары үчүн кадимки жөө күлүктөргө жакшы потенциалдуу альтернатива болуп саналат.
Биринчиден, бөлмө температурасында кадимки иштөө шарттарында батареянын поляризациялык көрсөткүчтөрү талданды. Катод батареянын иштешин чектеген негизги электрод экенин эске алып, кадимки параллелдүү агым жолдору эки бир клетканын аноду үчүн, ал эми кадимки параллелдүү агым жолдору жаңы никель-металл көбүк агым талаасы бар катод үчүн колдонулат.
Эки агым талаасындагы агымдын айырмачылыктарын жана аткаруу айырмачылыктарын так чагылдыруу үчүн изилдөөдө 1,5 см × 20 см өлчөмүндөгү ичке клетка агым талаасы колдонулган (газдардын баары узун тарап менен агып кеткен), ал баштапкы клетканы бир аз жоготкон. аткаруу, демек, клетканын поляризация көрсөткүчтөрү жогору болгон эмес. Мындан тышкары, ошол эле MEA (Nafion-112) тестте эки клетка үчүн колдонулган. Көбүк металл агымы талаасындагы кичинекей агым каналынын ийрилиги жогору болгондуктан, кадимки агым талаасындагы жөнөкөй узун түз агым каналына салыштырмалуу эки учундагы басымдын төмөндөшү жогору, бул катодго газ берүүнү күчөтөт, иштөөчү басым, жана электрохимиялык реакциянын ылдамдыгы, жана ошол эле учурда, ал белгилүү бир даражада көбүрөөк басымдуу газ кыймылдаткыч күчү керектөө керек жана насостук жоготууларды көбөйтөт. менен клеткалар үчүн максималдуу кубаттуулук тыгыздыгы жогоруметалл көбүкагым талааларында, ал эми аз агымдарда, кубаттуулуктун тыгыздыгы кадимки агым талаасынын клеткаларына караганда бир аз төмөн. Жалпысынан алганда, металл көбүк агымы талааны колдонуунун артыкчылыктары дагы эле маанилүү. Узак мөөнөттүү келечекте, көбүктүү металл агымы талаасында бир калыптагы газ жана суюк суунун агымынан улам, кыскараак агым талаасы практикалык колдонмолордо же катод менен аноддун вертикалдуу кайчылаш келүүсүн (аноддук газ агымы боюнча) колдонсо болот. салттуу агым каналынын узун тарабында, катод газы көбүк агымынын талаасынын кыска тарабында агып кетет), бул катоддун кириш жана чыгуу басымынын төмөндөшүнөн келип чыккан насостук жоготууларды андан ары азайтат, Ошентип, батареянын иштешин жогорулатууну ишке ашыруу, ал тургай, узак мөөнөттүү келечекте жетишүүгө мүмкүн болгон салттуу агым каналына караганда салыштырмалуу же андан да жогору кубаттуулукту сактоо күтүлүүдө. Ошондуктан, насостук жоготууларды салттуу агым каналына салыштырмалуу же андан да төмөн кармап туруу менен клетканын иштешин жогорулатууну ишке ашыруу күтүлүүдө.
Башка жагынан алып караганда, суб-нөлдүк баштоо шарттарынын тынчсыздануусун чечүү үчүн, биз ар тараптуу, тиешелүүлүгүнө жараша, туруктуу ток жана туруктуу чыңалуу режимдеринде катоддо көбүк металл агымы талаасы жана кадимки параллелдүү агым каналы менен күйүүчү май клеткаларынын динамикалык баштоо көрсөткүчтөрүн салыштыруу.
Башка жагынан алып караганда, популярдуу суб-нөлдүк башталгыч шарты үчүн, биз тиешелүүлүгүнө жараша, туруктуу ток жана туруктуу чыңалуу режимдеринде катоддо көбүк металл агымы талаасы жана кадимки параллелдүү агым каналы менен күйүүчү май клеткаларынын динамикалык баштоо көрсөткүчтөрүн ар тараптуу салыштырып көрөбүз.
Пенометалл агым талаасы эң сонун артыкчылыктарды көрсөтөт, ишке киргизүү жана ийгиликтүү ишке киргизүү учурунда клетканын туруктуу иштеши менен, тескерисинче, кадимки параллелдүү каналдын клеткасы иштөө учурунда төмөнкү жана туруксуз клетканын чыгыш чыңалуусу менен жылуулукту өндүрүү ылдамдыгын жана температурасын жакшыртат. белгилүү бир даражада көтөрүлүү ылдамдыгы, бирок агым каналдарынын аздыгынан муздашуу жана бүтөлүү ыктымалдыгы сызыктуу түрдө көбөйөт (агымдын санына жараша каналдар), бул анын клетка чыгаруу көрсөткүчүнүн өзгөрүлмөлүүлүгүнө алып келет Бирок, муздун бүтөлүп калуу ыктымалдыгы сызыктуу түрдө (агым каналдарынын санына жараша) көбөйөт, натыйжада клетканын чыгуу көрсөткүчү өзгөрүп, ишке кирбей калуу ыктымалдыгы жогорулайт.
Кыскача айтканда, менен отун клетканын сонун тешиктүү түзүмүкөбүк металлагым талаасы бөлмө температурасында иштөөдө жана нөлгө тең динамикалык ишке киргизүү шарттарында салттуу "тренше-рит" агым каналы бар клеткага караганда олуттуу артыкчылыктарга ээ.
Бөлмө температурасында батареянын максималдуу кубаттуулугунун тыгыздыгы жана акыркы токтун тыгыздыгы болжол менен 25% га көбөйөт;
Суб-нөлдүк баштапкы шарттарда, көбүк металл агымы талаасы менен батареялардын иштөөсү баштоо учурунда жылмакай болуп, төмөн температурада өзүн-өзү баштоо жөндөмү бир топ жакшырды.
Мындан тышкары, өткөргүчтүктү жогорулатуу үчүн алтын жалатуу сыяктуу көбүктүү металл материалдары үчүн оптималдаштырылган дарылоо ыкмаларын колдонуу, гидрофобдукту жана коррозияга туруктуулукту дарылоону жанакөбүк материалдароптималдаштырылган тешикчелердин өлчөмдөрү, көзөнөктүүлүгү жана кысуу катыштары менен, күйүүчү май клеткасынын эксплуатациялык натыйжалуулугун андан ары күчөтөт жана муздак баштоо циклинин туруктуулугун жогорулатат.