بررسی آزمایشگاهی کاربرد نانو مواد در لایه های نفوذ گاز پیل سوختی غشاء تبادل پروتون

لایه های نفوذ گازی نقش بسیار کلیدی را در بهبود عملکرد پیل سوختی ایفا می کنند. و بر اساس سه مفهوم هدایت الکتریکی بالاتر، مدیریت آب بهتر و عبور پذیری گاز بالاتر طراحی می شوند. ورقه های کربنی، پارچه های کربونی و فلزات سنتر شده به طور گسترده به عنوان لایه ن=فوذ گازی مورد استفاده قرار می گیرند. اما استفاده از نانو مواد شامل فیبرهای نانو کربنی و نانو لوله های کربنی موجب کاهش مقاومت تماسی، بهبود توزیع گاز و مدیریت آب بهتر می گردد. لذا در این تحقیق، این امر بصورت آزمایشگاهی مورد بررسی و تحقیق قرار گرفته است. لایه های نفوذ گاز با استفاده از مخلوط نانولوله کربنی و کربن بلک و با نسبت های وزنی متفاوتی از ptfe اصلاح شده و در یک پیل سوختی منفرد آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. به منظور بررسی خواص آب گریزی سطوح، آنالیز زاویه تماس روی نمونه ها با مقادیر متفاوت از ptfe انجام شد. به منظور مقایسه و بررسی نوع روش پوشش دهی میکرو لایه بر روی ورقه کربنی، لایه های نفوذ گازی به دو روش میکرو اسپری و پوشش دهی چرخان آماده و آنالیز توزیع اندازه حفرات بر روی آن ها انجام شد. تصویر میکروسکوپ الکترونی لایه های نفوذ گاز اصلاح شده، الگوی توزیع یکنواخت و بدون شکاف از پودرهای کربونی میکرو لایه متخلخل را نشان داد. در نهایت، از لایه نفوذ گازی با مخلوط 50 % وزنی کربن بلک و 50 % وزنی لوله کربنی و 30 درصد وزنی ptfe با بارگذاری ------ 3 در ساخت مجموعه الکترود-غشا (mea) پیل سوختی استفاده شده و سپس در پیل سوختی آزمایشگاهی مورد آزمایش قرار گرفت. عملکرد پیل سوختی بر اساس منحنی پلاریزاسیون با لایه نفوذ گازی اصلاح شده بهتر از حالت اصلاح نشده بود.