Hochleitfähiges Kohlenstoffgewebe für Brennstoffzellen und Batterieelektroden

Produktübersicht

Dieses hochleitfähige Kohlenstoffgewebe ist ein hochwertiges gewebtes Kohlenstofffasersubstrat, das speziell für anspruchsvolle elektrochemische Architekturen und fortschrittliche Energiespeichersysteme entwickelt wurde. Das Material dient als hocheffiziente Gasdiffusionsschicht (GDL) und Stromabnehmersubstrat und zeichnet sich durch eine offen gewebte Textilstruktur in Kombination mit hervorragenden elektrischen und thermischen Transporteigenschaften aus. Durch die Aufrechterhaltung eines minimalen Volumen- und Kontaktwiderstands ermöglicht es einen schnellen Ladungstransfer über die Elektrodengrenzfläche und sorgt gleichzeitig für einen ungehinderten Stofftransport von Reaktantengasen und flüssigen Elektrolyten.

Dieses Material wurde für modernste Energietechnologiesektoren optimiert und wird umfassend in Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellen (PEMFC), Direktmethanol-Brennstoffzellen (DMFC), Redox-Flow-Batterien (RFB) und elektrochemischen Hochleistungs-Superkondensatoren eingesetzt. Aufgrund seiner hohen Oberflächenintegrität und der kontinuierlichen Faserkonstruktion ist es zudem eine zuverlässige Wahl für die Elektrokatalyseforschung, Elektroden zur Umweltsanierung sowie für kundenspezifische Batterieprototypen, bei denen strukturelle Widerstandsfähigkeit und elektrochemische Stabilität unter korrosiven Bedingungen zwingend erforderlich sind.

Das unter strengen Qualitätskontrollstandards hergestellte Gewebesubstrat weist eine außergewöhnliche mechanische Ausdauer und Chargenkonsistenz auf. Es hält einer kontinuierlichen mechanischen Kompression innerhalb von Zellstapeln stand, ohne dass es zu Faserbrüchen oder Lochbildungen kommt, was eine lange Betriebsdauer und stabile Leistungsdichten selbst bei Hochstromzyklen, starken Temperaturschwankungen und aggressiven chemischen Umgebungen gewährleistet.

Hauptmerkmale

• Extrem niedriger elektrischer Widerstand in Dickenrichtung: Mit einem Durchgangswiderstand von weniger als 5 mΩ·cm² unter Standard-ASTM C-611-Testbedingungen gewährleistet dieses Substrat einen schnellen Elektronentransfer über die Elektrodengrenzfläche, was interne ohmsche Verluste erheblich reduziert und die Zellbetriebsspannung maximiert.
• Optimierte makroporöse Luftdurchlässigkeit: Mit einem Gurley-Luftdurchlässigkeitswert von weniger als 10 Sekunden erleichtert das gewebte Porennetzwerk eine effiziente Fluid- und Gasdynamik und verhindert lokalisierte Stofftransport-Überspannungen sowie „Flooding“ (Flutung) während des Brennstoffzellenbetriebs bei hoher Stromdichte.
• Kontrollierte mikrouniforme Dicke: Präzisionskalibriert auf 0,33 ± 0,03 mm gemäß den Standard-Messprotokollen TECLOCK SM-114, liefert das Gewebe eine gleichmäßige Stapelkompression, stabile Wärmeableitung und konsistente Abdichtung über Bipolarplatten-Baugruppen mit mehreren Zellen hinweg.
• Technische anisotrope Zugfestigkeit: Mit einer Zugfestigkeit von 10 N/cm in Maschinenrichtung (MD) (ASTM D-828) und 5 N/cm in Querrichtung (XD) widersteht das Gewebe Rissen und Verformungen während der automatisierten Rolle-zu-Rolle-Beschichtung, der Abscheidung von Katalysatorschlämmen und der Hochdruck-Zellstapelmontage.
• Ausgewogenes Flächengewicht: Kalibriert auf 120 g/m² gemäß ASTM D-646-Standards, bietet das Material ein optimales Gleichgewicht zwischen struktureller Steifigkeit und aktiver volumetrischer Energiedichte, wodurch das Gesamtgewicht des Stapels minimiert wird, ohne die mechanische Integrität zu beeinträchtigen.
• Überlegene chemische und elektrochemische Korrosionsbeständigkeit: Das aus hochreinen graphitischen Webfasern konstruierte Material weist eine hervorragende chemische Inertheit gegenüber sauren Elektrolyten, aggressiven Oxidationsmitteln und breiten Potenzialfenstern auf, wie sie bei kontinuierlichen elektrochemischen Zyklen auftreten.
• Hervorragende Aufnahmefähigkeit für Katalysatorschlämme: Die texturierte Webfasermatrix ermöglicht eine gleichmäßige Haftung und tiefe Penetration von Elektrokatalysator-Tinten, wodurch die Delaminierung des Katalysators bei längerem hydrothermalen Betrieb minimiert wird.

Anwendungen

Technische Spezifikationen

Warum dieses Produkt wählen?

• Außergewöhnliche Kontaktintegrität: Die verfeinerte Gewebestruktur und die hohe Faserreinheit minimieren den Durchgangswiderstand an der Grenzfläche auf < 5 mΩ·cm², was parasitäre thermische Verluste in elektrochemischen Hochleistungsstapeln direkt reduziert.
• Optimierter Fluid- und Stofftransport: Die entwickelte Porenstruktur erreicht eine Gurley-Durchlässigkeit von unter 10 Sekunden, was eine schnelle Gasverteilung und Flüssigkeitsableitung ermöglicht, um eine lokalisierte Zelldegradation und Konzentrationspolarisation zu unterdrücken.
• Verarbeitbarkeit in der Rolle-zu-Rolle-Fertigung: Mit robusten MD- und XD-Zugfestigkeitseigenschaften lässt sich dieses Substrat nahtlos in automatisierte kontinuierliche Beschichtungs-, Schlitzdüsen-Guss- und Presslinien integrieren, ohne auszufransen oder sich zu dehnen.
• Strenge Qualitätssicherung: Jede Produktionscharge durchläuft umfassende Dimensions-, mechanische und elektrische Tests, um eine gleichmäßige Dicke (0,33 ± 0,03 mm) und ein gleichmäßiges Gewicht (120 g/m²) zu garantieren, was hohe Ausbeuteraten bei der Montage von Mehrzellenstapeln sicherstellt.

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