Chế tạo pin nhiên liệu đòi hỏi tổng hợp của nhiều phương pháp chế tạo khác nhau, chất lượng pin chế tạo được phụ thuộc vào khả năng kiểm soát chất lượng của người làm thực nghiệm qua từng quá trình. Hình 5.1 mô tả tóm lược quy trình chế tạo một pin nhiên liệu dùng trong thực nghiệm ở luận văn này. Quy trình được đưa ra dựa trên các kết quả mô phỏng thu được ở Chương 3, cũng như mô hình pin nhiên liệu không màng đã lựa chọn trong mục 4.1 ở trên. Các bước của quy trình chế tạo được thực hiện như sau:
Bước 1: Các phần khác nhau của pin được thiết kế với kích thước chính xác như trên thực tế bằng phần mềm AutoCad 2004. Ta thấy rằng một bộ pin hoàn chỉnh sẽ gồm có 6 phần riêng biệt, do vậy để thuận tiện cho việc quản lý các bộ phận pin sau khi cắt laser, từng phần cắt rời ra khỏi tấm PMMA đều được ký hiệu riêng bằng cách khắc laser các thông số đặc trưng của phần đó. File thiết kế được nhập vào phần mềm điều khiển của hệ laser CO2 hoàn chỉnh, quá trình cắt tấm PMMA sau đó được tiến hành một cách hoàn toàn tự động.
Bước 2: Tiếp đó là quy trình chế tạo điện cực và xúc tác cho pin. Do thiết kế ban đầu đã tính đến giải pháp chế tạo điện cực và xúc tác bằng phương pháp phún xạ ca tốt nên việc tách riêng hai vách của kênh dẫn chữ Y và bố trí để chế tạo hàng loạt là rất dễ
dàng. Kênh được che chắn để tránh phún xạ vào các vị trí không mong muốn, trong khi vị trí vách kênh và nơi gắn dây dẫn nối ra mạch ngoài vẫn đảm bảo tiếp xúc điện tốt. Điều kiện phún xạ được điều chỉnh sao cho đạt được đồ gồ ghề bề mặt là cao nhất, qua đó tăng diện tích tiếp xúc giữa xúc tác với các chất tham gia phản ứng trong pin.
Hình 5.1. Quy trình chế tạo pin nhiên liệu không màng
1) Tách riêng kênh chữ Y để phún xạ điện cực, vách của kênh được bố trí để chế tạo hàng loạt, có cơ cấu che chắn để tránh phún xạ vào các vị trí không mong
muốn
2) Điện cực được phún xạ chính xác trên hai vách của kênh chữ Y. Tách riêng các phần kênh đã phún điện cực, dựa vào các mã số ký hiệu, ghép chúng vào chính
xác bộ kênh ban đầu
3) Các điện cực được nối dây dẫn ra ngoài, kênh được đem vào hệ thống ép nhiệt, sau đó gắn các ống dẫn chất lỏng, sẵn sàng cho các khảo sát pin nhiên liệu
1)
3)
Bước 3: là quy trình hoàn thiện pin. Các vách kênh sau khi được tạo điện cực và xúc tác sẽ được tách riêng và đặt vào các bộ chốt vị trí tương ứng để hình thành các kênh có độ rộng kênh dẫn khác nhau. Tiếp đó ta gắn dây dẫn để đưa dòng điện và điện áp ra mạch ngoài. Các tấm mặt nạ và tấm đế được gắn chính xác vào các vị trí tương ứng của phần kênh chữ Y. Ba lớp PMMA sau đó được cho vào hệ thống ép nhiệt để đóng kín kênh dẫn các phía. Cuối cùng tại các lối vào và ra của pin sẽ được gắn các ống dẫn bằng polyethylene để tiện cho việc kết nối với các hệ thống bơm và thải bên ngoài.
Các kết quả cụ thể được trình bày trong phần tiếp theo của luận văn.