激光微孔制备膜电极多孔扩散层的方法及多孔扩散层技术

技术编号:41257101 阅读:27 留言:0更新日期:2024-05-11 09:16
本发明专利技术提供了一种激光微孔制备膜电极多孔扩散层的方法及多孔扩散层,属于氢能源领域,具体包括获取多孔扩散层的预定浸润性数据和预定传质能力数据;根据所述预定浸润性数据和预定传质能力数据确定微孔的分布数据及尺寸参数,所述微孔连通所述极板和所述电极;基于所述尺寸参数确定所述激光的加工参数;参照所述加工参数,利用激光在所述多孔扩散层上沿所述分布数据进行激光烧蚀,获得微孔化的多孔扩散层。通过本申请的处理方案,采用激光控制多孔扩散层的微孔尺寸、分布、内部孔隙结构和表面浸润性来调控毛细力,使膜电极内部气泡更容易被移除,从而降低电解槽的传质损失,提升性能和耐久。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及氢能源领域,具体涉及一种激光微孔制备膜电极多孔扩散层的方法及多孔扩散层


技术介绍

1、氢气具有热值高、可再生和易储存等优点,可广泛应用于电力储能、交通、工业和建筑等行业,是未来构建以清洁能源为主的多元能源供给系统的重要载体。不断提升氢能利用的技术水平,是新一轮世界能源技术变革的重要方向。目前,使用电解水技术的绿氢制取仅占世界产氢总额的4%,大部分氢气来源于石化原料和工业副产氢,污染严重,产能有限,无法满足未来氢能可持续性发展的需求。

2、质子交换膜(pem)电解水技术具有高产氢速率、高产氢效率、高安全性、高设备集成度、高产氢纯度和高产氢压力等特点,并且能够有效适配波动性可再生能源,是未来直接耦合风光水电制氢的理想技术方案。不过,高昂的设备投资成本限制了pem电解水技术的大规模商业化。因此,为降低pem电解水的设备投资成本和后续的运营成本,需要在维持制氢效率的同时提升产氢速率。不过,当产氢速率提升时,尤其在大电流密度运行工况下(例如>3a/cm2),电解槽阳极侧会产生大量气泡,从而堵塞多孔扩散层(ptl)内部的孔隙结构,阻碍本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种激光微孔制备膜电极多孔扩散层的方法,所述多孔扩散层设置在水电解槽的极板和电极之间,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述预定浸润性数据和预定传质能力数据确定微孔的分布数据及尺寸参数,包括:

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述微孔的孔径在与极板和电极垂直的方向上呈梯度变化,靠近电极一侧的孔径小,靠近极板一侧的孔径大。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述微孔的形貌为圆形、方形、多边形中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述加工参数为:激光脉宽为600fs-...

【技术特征摘要】

1.一种激光微孔制备膜电极多孔扩散层的方法,所述多孔扩散层设置在水电解槽的极板和电极之间,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述预定浸润性数据和预定传质能力数据确定微孔的分布数据及尺寸参数,包括:

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述微孔的孔径在与极板和电极垂直的方向上呈梯度变化,靠近电极一侧的孔径小,靠近极板一侧的孔径大。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述微孔的形貌为圆形、方形、多边形中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述加工参数为:激光脉宽为600fs-20ps,平均输出功率为0w-100w,脉冲频率为100-2000khz,激光波长范围为343-1...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵冠雷段然刘嘉玺贺萍张志国
申请(专利权)人:上海亿氢能源科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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