Materiali di supporto per batterie
Tessuto in carbonio ad alta conducibilità per celle a combustibile ed elettrodi per batterie
Numero articolo : FZ27
Il prezzo varia in base a specifiche e personalizzazioni
- Resistenza attraverso il piano
- < 5 mΩ·cm²
- Spessore
- 0,33 ± 0,03 mm
- Permeabilità all'aria
- < 10 sec (Gurley)
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Panoramica del prodotto
Questo tessuto in carbonio ad alta conducibilità è un substrato in fibra di carbonio intrecciata di alta qualità, progettato specificamente per architetture elettrochimiche esigenti e sistemi avanzati di accumulo dell'energia. Progettato per fungere da strato di diffusione dei gas (GDL) ad alta efficienza e da substrato collettore di corrente, il materiale presenta una struttura tessile a trama aperta combinata con proprietà di trasporto elettrico e termico superiori. Mantenendo una resistenza di contatto e di massa minima, facilita il rapido trasferimento di carica attraverso l'interfaccia dell'elettrodo, consentendo al contempo un trasporto di massa senza ostacoli dei gas reagenti e degli elettroliti liquidi.
Ottimizzato per i settori tecnologici energetici all'avanguardia, questo materiale è ampiamente utilizzato nelle celle a combustibile a membrana a scambio protonico (PEMFC), nelle celle a combustibile a metanolo diretto (DMFC), nelle batterie a flusso redox (RFB) e nei supercondensatori elettrochimici ad alta velocità. La sua elevata integrità superficiale e la costruzione a fibra continua lo rendono anche una scelta affidabile per la ricerca sull'elettrocatalisi, gli elettrodi per il risanamento ambientale e la prototipazione di batterie personalizzate, dove la resilienza strutturale e la stabilità elettrochimica in condizioni corrosive sono obbligatorie.
Prodotto secondo rigorosi standard di controllo qualità, il substrato intrecciato dimostra un'eccezionale resistenza meccanica e coerenza tra i lotti. Resiste alla compressione meccanica continua all'interno degli stack di celle senza rottura delle fibre o formazione di fori, garantendo una vita operativa prolungata e densità di potenza stabili anche durante cicli ad alta corrente, ampie fluttuazioni di temperatura e ambienti chimici aggressivi.
Caratteristiche principali
- Resistenza elettrica trasversale ultra-bassa: Esibendo una resistenza trasversale inferiore a 5 mΩ·cm² in condizioni di test standard ASTM C-611, questo substrato garantisce un rapido trasferimento di elettroni attraverso l'interfaccia dell'elettrodo, riducendo significativamente le perdite ohmiche interne e massimizzando la tensione operativa della cella.
- Permeabilità all'aria macroporosa ottimizzata: Con un valore di permeabilità all'aria Gurley inferiore a 10 secondi, la rete di pori intrecciati facilita una dinamica efficiente dei fluidi e dei gas, prevenendo il sovrapotenziale di trasporto di massa localizzato e l'allagamento durante le operazioni delle celle a combustibile ad alta densità di corrente.
- Spessore micro-uniforme controllato: Calibrato con precisione a 0,33 ± 0,03 mm tramite protocolli di misurazione standard TECLOCK SM-114, il tessuto offre una compressione uniforme dello stack, una dissipazione termica stabile e una sigillatura coerente tra gli assemblaggi di piastre bipolari multicella.
- Resistenza alla trazione anisotropica ingegnerizzata: Fornendo una resistenza alla trazione in direzione macchina (MD) di 10 N/cm (ASTM D-828) e una resistenza in direzione trasversale (XD) di 5 N/cm, il tessuto resiste allo strappo e alla distorsione durante il rivestimento automatico roll-to-roll, la deposizione di sospensioni di catalizzatore e l'assemblaggio di stack di celle ad alta pressione.
- Peso areico bilanciato: Calibrato a 120 g/m² secondo gli standard ASTM D-646, il materiale fornisce un equilibrio ottimale tra rigidità strutturale e densità energetica volumetrica attiva, riducendo al minimo il peso complessivo dello stack senza compromettere l'integrità meccanica.
- Superiore resistenza alla corrosione chimica ed elettrochimica: Costruito con fibre intrecciate grafitiche ad alta purezza, il materiale mostra un'eccezionale inerzia chimica contro elettroliti acidi, ossidanti aggressivi e ampie finestre di potenziale riscontrate nel ciclo elettrochimico continuo.
- Eccellente ricettività alle sospensioni di catalizzatore: La matrice di fibre intrecciate testurizzate consente un'adesione uniforme e una penetrazione profonda degli inchiostri elettrocatalizzatori, riducendo al minimo la delaminazione del catalizzatore durante operazioni idrotermali prolungate.
Applicazioni
| Applicazione | Descrizione | Vantaggio chiave |
|---|---|---|
| Celle a combustibile a membrana a scambio protonico (PEMFC) | Funge da strato di supporto per la diffusione dei gas che sostiene gli strati elettrocatalizzatori contro le piastre del campo di flusso. | Riduce al minimo l'allagamento d'acqua e la resistenza di contatto elettrico, mantenendo un'elevata densità di potenza durante il ciclo di carico dinamico continuo. |
| Batterie a flusso redox al vanadio (VRFB) | Serve come substrato per elettrodi porosi che facilita il flusso di elettrolita liquido e le reazioni redox delle specie di vanadio. | Promuove una profonda penetrazione dell'elettrolita con una bassa caduta di pressione idraulica e resiste alla degradazione in elettroliti acidi aggressivi. |
| Supercondensatori elettrochimici | Utilizzato come supporto flessibile e conduttivo per collettori di corrente per rivestimenti di materiale attivo ad alta capacità. | Riduce la resistenza serie equivalente (ESR) e si adatta alla flessione meccanica continua nei dispositivi di accumulo di energia flessibili. |
| Celle a combustibile a metanolo diretto (DMFC) | Opera come mezzo di diffusione gas/liquido per anodo e catodo, gestendo l'erogazione di combustibile liquido e il rilascio di gas CO2. | Bilancia le dinamiche di trasporto di massa per prevenire il crossover del combustibile mantenendo un'elevata conducibilità elettronica. |
| Scissione elettrocatalitica dell'acqua | Agisce come una robusta piattaforma conduttiva 3D per il caricamento di catalizzatori per la reazione di evoluzione di ossigeno e idrogeno (OER/HER). | Fornisce architetture a percorso aperto per il rapido distacco delle bolle di gas e bassi sovrapotenziali ad alte densità di corrente. |
| Elettrodi per batterie metallo-aria | Impiegato come substrato catodico "air-breathing" che consente la diffusione continua di ossigeno e il supporto strutturale per i catalizzatori. | Mantiene la stabilità dimensionale e percorsi di percolazione elettronica elevati durante cicli prolungati di scarica-carica atmosferica. |
| Sensori elettrochimici e biosensori | Serve come substrato conduttivo ad alta purezza per l'immobilizzazione di enzimi, nanoparticelle metalliche o polimeri conduttivi. | Garantisce basso rumore di fondo, elevati rapporti segnale-rumore e un'affidabile riproducibilità analitica nei test analitici. |
Specifiche tecniche
| Parametro | Unità | Metodo di test | Valore (FZ27) |
|---|---|---|---|
| Identificativo prodotto | — | — | FZ27 |
| Spessore | mm | TECLOCK SM-114 | 0,33 ± 0,03 |
| Peso areico | g/m² | ASTM D-646 | 120 |
| Permeabilità all'aria | sec | Metodo Gurley | < 10 |
| Resistenza trasversale | mΩ·cm² | ASTM C-611 (Modificato) | < 5 |
| Resistenza alla trazione (MD) | N/cm | ASTM D-828 | 10 |
| Resistenza alla trazione (XD) | N/cm | Test di trazione standard | 5 |
| Architettura matrice in fibra | — | Visivo / Microscopico | Fibra di carbonio intrecciata |
| Compatibilità chimica | — | Valutazione di laboratorio | Stabile in mezzi elettrolitici acidi, alcalini e organici |
Perché scegliere questo prodotto
- Eccezionale integrità di contatto: La struttura a trama raffinata e l'elevata purezza della fibra riducono la resistenza interfacciale trasversale a < 5 mΩ·cm², mitigando direttamente le perdite termiche parassite negli stack elettrochimici ad alta velocità.
- Trasporto di fluidi e massa ottimizzato: La struttura dei pori ingegnerizzata raggiunge una permeabilità Gurley inferiore a 10 secondi, fornendo una rapida distribuzione del gas e drenaggio del liquido per sopprimere la degradazione localizzata della cella e la polarizzazione di concentrazione.
- Lavorabilità nella produzione roll-to-roll: Con robuste proprietà di trazione MD e XD, questo substrato si integra perfettamente nelle linee automatizzate di rivestimento continuo, colata slot-die e pressatura senza sfilacciarsi o allungarsi.
- Rigorosa garanzia di qualità: Ogni lotto di produzione è sottoposto a test dimensionali, meccanici ed elettrici completi per garantire uno spessore uniforme (0,33 ± 0,03 mm) e un peso (120 g/m²) costanti, garantendo alti tassi di rendimento nell'assemblaggio di stack multicella.
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