نیم پیل كاتدی پیل سوختی

خلاصه اختراع :

پیل‌های سوختی پلیمری ابزارهایی هستند كه در آنها هیدروژن و اكسیژن به صورت الكتروشیمیایی با یكدیگر واكنش می‌دهند و آب، الكتریسیته و گرما تولید می‌كنند. مجموعه غشاء- الكترود به عنوان قلب پیل‌سوختی پلیمری می‌باشد كه واكنش‌های الكتروشیمیایی آندی و كاتدی درون آن انجام می‌گیرد. از آنجا كه پیل‌های‌سوختی پلیمری دارای دمای عملكرد پایین می‌باشند، در ساختمان آنها از كاتالیزور استفاده می‌شود. به جهت ارزیابی سینتیك واكنش‌های الكتروشیمیایی و اثراتی شرایط عملیاتی روی این واكنش‌ها دارند، باید تست پیل‌سوختی انجام شود. سیستم نیم‌پیل الكتروشیمیایی پیل‌سوختی ساخته شده به عنوان یك روش خارج از محل، برای انتخاب سریع مواد و اجزای مختلف الكترود مانند، غشاء، لایه انتشار گاز، كاتالیزور و بستر و تأثیر آنها بر كارائی پیل‌سوختی، سریع‌ترین و ارزان ترین روش می‌باشد. نیم‌پیل الكتروشیمیایی همچنین امكان آزمایش سایر شرایط عملیاتی مانند طراحی لایه كاتالیزور، دما، فشار، رطوبت و سرعت‌های سوخت و اكسیژن را می‌دهد. مزیت اصلی استفاده از نیم‌پیل الكتروشیمیایی پیل‌سوختی این است كه اجازه می‌دهد سهم هركدام از اجزاء در كارائی كلی پیل بدون دخالت دیگر اجزاء، بررسی گردد. در این اختراع نیم‌پیل الكتروشیمایی پیل‌سوختی،ً در ساختار سه الكترودی شامل الكترودهای كار، مخالف و مرجع اجرا می‌شود. الكترود كار متشكل از غشاء پوشیده با كاتالیزور، صفحه گرافیتی و قطعه مسی می‌باشد. اكسیژن از قسمت پشت الكترود كار، از طریق لایه انتشار گازی به درون آن تزریق می‌شود و از طرف دیگر كه در تماس با محلول سولفوریك اسید می‌‌باشد، پروتون محلول الكترولیت از طریق غشاء یونومر به درون منطقه سه فازی وارد می‌شوند. نیم‌پیل الكتروشیمیایی پیل‌سوختی توان مطالعه درمحل و آنالیز كارائی الكتروكاتالیزور‌ها، بسترها و لایه‌های كاتالیزور مرتبط با آنها را در در آزمایشگاه در محیطی بسیار شبیه پیل‌سوختی عملیاتی دارد.