Kütuseelemendi oluliste komponentide analüüs: grafiidist bipolaarne plaat

Bipolaarne plaat, tuntud ka kui kollektorplaat, on kütuseelementide üks olulisi põhikomponente. Sellel peavad olema järgmised funktsioonid ja omadused: eraldada kütus ja oksüdeerija, takistada gaasi ülekandmist;Koguda ja juhtida voolu, kõrge juhtivus;Projekteeritud ja töödeldud voolukanal võib jaotada gaasi ühtlaselt elektroodi reaktsioonikihile elektroodi reaktsiooniks;Võib soojust tühjendada, hoida aku temperatuuri välja ühtlasena;Korrosiooni-, löögi- ja vibratsioonikindlus;Õhuke paksus, kerge, odav, lihtne mehaaniline, sobib partiide valmistamiseks.Grafiitmaterjalist bipolaarsed plaadid on praegu PEMFC-des enimkasutatavad bipolaarsed plaadid, millel on hea elektrijuhtivus, soojusjuhtivus, stabiilsus ja korrosioonikindlus jne. Samas on ka mõningaid puudusi, näiteks suhteliselt kehvad mehaanilised omadused. suurem rabedus, kergesti purunev ja töötlemisraskuste tõttu kõrge hind.

Grafiit bipolaarne plaat tutvustus ¼

Grafiidist valmistatud bipolaarsetel plaatidel on hea elektrijuhtivus, soojusjuhtivus ja korrosioonikindlus ning need on PEMFC-des kõige sagedamini kasutatavad bipolaarsed plaadid.Kuid selle puudused on ka ilmsemad: 1. Grafiitplaadi grafitiseerimistemperatuur on tavaliselt kõrgem kui 2500 ° C, mis tuleb läbi viia range kuumutamisprotseduuri järgi ja aeg on pikk;2, mehaaniline töötlemisprotsess on aeglane, tsükkel on pikk ja masina täpsus on kõrge, mille tulemuseks on grafiitplaadi kõrge hind;3, grafiit on habras, valmis plaat tuleb hoolikalt asetada, kokkupanek on keeruline;4, grafiit on poorne materjal, seega vajab plaat mõne millimeetri paksust, et tagada reaktsioonigaasi eraldamine, mille tulemuseks on materjali enda madal tihedus, kuid valmistoote kaal on suurem.

Pooride olemasolu mõjutab grafiitplaadi omadusi halvasti, mistõttu on poorsuse vähendamiseks ja grafiitplaadi kvaliteedi parandamiseks vaja grafiitplaati töödelda.

1, vaigu või silikaadiga immutatud grafiitplaadi kasutamine võib poorsust vähendada, Shanghai Jiaotongi ülikool kasutab naatriumsilikaadi kontsentreeritud lahuse immutamiseks vaakumrõhku, et vähendada grafiitplaadi poorsust rohkem kui 70%.

Nagu on näidatud joonisel 2, kasutatakse helveste grafiitkiust eelvormitud osade valmistamiseks odavat mudavormimismeetodit ja seejärel kasutatakse suurepärase õhutiheduse ja kõrge juhtivusega bipolaarsete plaatide saamiseks keemilist auru läbilaskvat süsiniktihendit. Kuid keemilise auru läbitungimise meetod on kallim, moodustades 70% maksumusest.

Grafiidi bipolaarse plaadi ettevalmistamine

Tooner või grafiidipulber segatakse grafitiseeritud vaiguga, pressitakse ja grafiteeritakse kõrgel temperatuuril (tavaliselt temperatuuril 2200–2800 C) redutseerivas atmosfääris või vaakumi tingimustes.Seejärel immutatakse grafiitplaat augu tihendamiseks ja seejärel kasutatakse arvjuhtimismasinat selle pinnal vajaliku gaasi läbipääsu töötlemiseks.KÕRGE TEMPERATUURIGA GRAFITISEERIMINE JA GAASIKANALITE TÖÖTLEMINE ON BIPOLAARPLAADI KÕRGE KULUSE PEAMISED PÕHJUSED, SELLES TÖÖSTUSLIKU ARVESTUSARVENDUSES ON peaaegu 60% KÜTUSEELEMIDE KOGUKULUst.