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碳技术

VINATech以持有的CNF物质专利为基础, 在世界上唯 在世界上唯一综合提供燃料电池用承载体,催化剂以及膜电极结合体(MEA, Membrane Electrode Assembly)

카본

VINATech以结晶性碳为催化剂承载体 提供具有耐蚀性强的催
化剂和MEA,有利于延长燃料电池的寿命

VINATech生产根据耐蚀性及形象区分的3种承载体产品
按照承载体进行区分的3种催化产品,以及利用VINATech的
催化剂能够扩大到300cm2为止的2种MEA产品

燃料电池概要

燃料电池(FC, Fuel Cell)是将化学能量转化为电能的装置,只要提供燃料就能持续产生能量的发电系统,
具有发电机和电池的性能

供给的燃料为氢和氧,依据化学反应,只会排出水的清洁能源 只会排出水的清洁能源。燃料电池根据所
使用的电解质的种类来划分 最近被项目化的燃料电池中有阳离子交换膜燃料电池
(PEMFC, Proton Exchange Membrane FC)直接甲醇燃料电池(DMFC, Direct Methanol FC
熔融碳酸盐燃料电池(MCFC, Molten Carbonate FC)、固体酸化物燃料电池(SOFC, Solid Oxide FC)

种类 电解质 动作温度(℃) 应用领域
阳离子交换膜燃料电池
(PEMFC)
阳离子交换膜 50~80 输送用,建筑物用固定型
直接乙醇燃料电池
(DMFC)
阳离子交换膜 50~80 携带装置的便携式移动电源
熔融碳酸盐燃料电池
(MCFC)
熔融碳酸盐
(Li2CO3 + K2CO3)
~650 分散发电用固定型
固体酸化物燃料电池
(SOFC)
陶瓷
(ZrO2 / Y2O3)
~1000 建筑物用,分散发电用固定型

VINATech的承载体、催化剂以及MEA适合于PEMFC和 DMFC.

VINATech燃料电池承载体产品性能

为了提高燃料电池的催化性能,需要3nm以下的小催化粒子, 仅用催化剂是无法形成必要的小粒子,
唯有将催化剂分散在承载体表面才能形成小粒子.

VINATech燃料电池承载体为CNF或者结晶性碳黑产品,减少因碳腐蚀而导致催化剂寿命缩短.

品名 BET(m2/g) XRD(d002)(nm) Fe含量 使用材料
VFS-H 100 0.34~0.36 不足500ppm CNF产品
VFS-P 50 0.335 ~ 0.35 不足500ppm CNF产品
VFS-SP 450 0.34 ~ 0.36 不足100ppm 碳黑

*1 BET:依据Brunauer-Emmett-Teller 理论的比表面积
*2 XRD(d002):X-Ray Diffraction, X-衍射的层间距离

VINATech承载体电子显微镜照片

碳在1.2V以上的条件下易与氧气起反应,容易发生腐蚀. 包含承载体的碳腐蚀会减少催化剂的性能和缩短燃料电池的使用寿命

1.2V以上的电压腐蚀碳

VINATech燃料电池承载体在电气化学分析的碳耐腐蚀性实验中,具有很高的耐蚀性,其耐蚀性关系如下所示.

VFS-P > VFS-H ≥ VFS-SP >> Carbon Black

VINATech燃料电池催化剂产品特性

VINATech燃料电池催化剂使用白金,形成2.5 ~ 3.0 nm的粒子,是具有反应面积广、耐蚀性强的产品。适合于提高燃料电池的性能和维持寿命

产品名 特征 承载体形
成构造
白金催化
剂含量(wt%)
白金催化剂特性 CNF特性
粒子
直径(nm)
比表
面积(m2/g)
粒子
直径(nm)
比表
面积(m2/g)
VFC-PL4000 高耐久性 Platelet 40 2.8~3.0 60~70 300 70
VFC-HE6000 高性能 Herring
bone
60 2.5~2.8 90~100 30~50 150
VFC-SP6000 高承载性
高性能
Sphere 60 2.5~3.0 80~100 50 400
VINATech催化剂透射电子显微镜照片(TEM)

VINATech燃料电池催化剂在满足碳腐蚀条件的持久实验上显示出很高的耐蚀性,具有反应面积减少率低的特征.

Before&After 腐蚀实验 / 1.4V 30 minute holding
产品名称 ECS before(m2/g) *1 ECS after(m2/g) ECS Change(%)
Pt on Carbon Black 28.6 9.8 -65.7
Pt on VFS-P 31.0 27.4 -11.6

*1 ECS : Electrochemical Surface Area

VINATech燃料电池MEA产品特性

VINATech燃料电池MEA适用于100nm以下的电极气孔控制技术, 能够顺利地排除所生成的水,
适于提高燃料电池的性能和维持寿命.

产品名称 形态 大小 应用领域
VFM-PEMFC CCM 3 layer ~ 300cm2 输送用,建筑物用固定型
VFM-DMFC CCG 5 layer ~ 300cm2 携带用装备的移动备用电源型
VINATech MEA

MEA在外部机关的单电芯性能评价中,具有与常用的MEA相同的性能, 在满足碳腐蚀条件的持久
实验中显示很高的耐蚀性,比起常用的MEA具有性能降低率较低的特征.

单电池性能评价结果
产品名称 @0.7V
(mA/cm2)
@0.6V
(mA/cm2)
常用MEA 670 1,250
VFM-series 675 1,240
单电芯性能评价图表
腐蚀持久实验结果
产品名称 Before
(mA/cm2)
After
(mA/cm2)
减少率(%)
常用MEA 1.20 0.13 -88.0
VFM-series 1.17 1.01 -15.0
腐蚀持久实验结果 / @0.6V

VINATech燃料电池零件应用领域

VINATech依据顾客的应用领域及要求事项将承载体、催化剂以及MEA以最佳的方式综合提供给顾客.
尤其MEA提供符合应用领域及要求事项的承载体和催化剂. 承载体 > 催化剂 > MEA

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