La schiuma di nichel per celle a combustibile è un materiale basato sul nichel altoporoso utilizzato specificamente come substrato, collettore di corrente e supporto catalizzatore in diversi tipi di celle a combustibile. La sua struttura a cellula aperta 3D e la eccellente conducibilità elettrica la rendono ideale per le reazioni elettrochimiche che richiedono una diffuzione efficiente del gas, trasferimento di elettroni e durata in condizioni severe.

La schiuma di nichel presenta una rete cellulare interconnessa con porosità superiore al 95%. Questa elevata porosità fornisce un'ampia superficie, rendendola adatta per applicazioni che richiedono un rapporto superficie-volume elevato. Viene ampiamente utilizzata come substrato fotocatalitico, come elettrodo in sistemi fotoelettrochimici e per lo sviluppo di elettrodi nelle celle a combustibile, come elettrodi rivestiti in platino. In tutte queste applicazioni, massimizzare la superficie è essenziale, poiché migliora la velocità delle reazioni di superficie e migliora l'efficienza complessiva.

Inoltre, la schiuma di nichel viene applicata in supercondensatori come collettore di corrente. Grazie al suo design poroso e alle proprietà meccaniche robuste, viene utilizzata anche per la riduzione delle vibrazioni e l'assorbimento del rumore.

Specifiche‌

Purezza	>99%
Forma	Foglio
Dimensione della cella (PPI)	110PPI
Dimensioni	200x200mmx0,5mm
Porosità	95%-98%

Perché la schiuma di nichel è preziosa per le celle a combustibile?‌

Grande Superficie: La struttura a cellula aperta (con una porosità fino al 95-98%) fornisce un'ampia area di contatto per le reazioni elettrochimiche.
Eccellente Conduttività Elettrica: Il nichel è conduttivo, aiutando a trasferire in modo efficiente gli elettroni tra gli elettrodi e i circuiti esterni.

Buona Permeabilità ai Gas e Liquidi: I pori interconnessi consentono al idrogeno, all'ossigeno (o aria) e vapore acqueo di passare uniformemente.
Resistenza alla Corrosione e Ossidazione: Stabile in ambienti alcalini e in certe condizioni delle celle a combustibile, garantendo una vita operativa più lunga.

Funzioni della schiuma di nichel nelle celle a combustibile:‌

Strato di Diffusione del Gas (GDL): Nelle celle a combustibile a membrana polimerica (PEMFC), i GDL basati sulla schiuma di nichel migliorano la distribuzione di ossigeno e acqua, portando a una densità di corrente e un'uscita di potenza superiori rispetto alle alternative basate su fibre di carbonio.

Supporto Elettrodo e Portatore Catalizzatore: Per le celle a combustibile alcaline, i substrati di schiuma di nichel - spesso galvanizzati con argento - riducono la resistenza ohmica e migliorano l'efficienza della reazione di riduzione dell'ossigeno, mentre nelle celle a combustibile a metanolo diretto, la sua rete porosa facilita una distribuzione uniforme del metanolo e l'ossidazione.

Vantaggi di Performance:‌ Il materiale's alta porosità (tipicamente 80-95%) consente una diffuzione efficiente del gas reagente e una penetrazione dell'elettrolita liquido, minimizzando la resistenza inter-fase e stabilizzando gli elettrodi durante i cambiamenti di volume nelle reazioni.

Ruolo della Schiuma di Nichel in Tipi Diversi di Celle a Combustibile‌

Celle a Combustibile Alcaline (AFCs):
La schiuma di nichel viene comunemente utilizzata come substrato elettrodo di diffusione del gas, aiutando a gestire il flusso di gas e le reazioni elettrodiche.

Celle a Combustibile ad Ossido Solido (SOFCs):
La schiuma di nichel legata (es. Ni-YSZ) funge da supporto anode, combinando resistenza meccanica con attività catalitica.

Celle a Combustibile a Membrana a Scambio di Protone (PEMFCs):
Sebbene i substrati a base di carbonio siano più comuni, la schiuma di nichel può essere utilizzata in certi disegni per la raccolta della corrente e rinforzo degli elettrodi, specialmente in richieste di alta durata.

Celle a Combustibile a Metanolo Diretto (DMFCs):
Funge da supporto catalizzatore grazie alla sua vasta superficie.