การวิเคราะห์องค์ประกอบที่สำคัญของเซลล์เชื้อเพลิง: แผ่นกราไฟต์ไบโพลาร์

แผ่นไบโพลาร์หรือที่เรียกว่าแผ่นสะสมเป็นองค์ประกอบหลักที่สำคัญอย่างหนึ่งของเซลล์เชื้อเพลิง จำเป็นต้องมีหน้าที่และคุณสมบัติดังต่อไปนี้: แยกเชื้อเพลิงและสารออกซิแดนท์ ป้องกันการส่งผ่านก๊าซรวบรวมและนำกระแสนำไฟฟ้าสูงช่องทางการไหลที่ออกแบบและประมวลผลสามารถกระจายก๊าซได้อย่างสม่ำเสมอไปยังชั้นปฏิกิริยาอิเล็กโทรดสำหรับปฏิกิริยาอิเล็กโทรดสามารถระบายความร้อน รักษาฟิลด์อุณหภูมิแบตเตอรี่สม่ำเสมอ;ทนต่อการกัดกร่อน แรงกระแทก และแรงสั่นสะเทือนความหนาบาง น้ำหนักเบา ต้นทุนต่ำ ขึ้นรูปง่าย เหมาะสำหรับการผลิตเป็นชุดแผ่นสองขั้วที่ทำจากวัสดุกราไฟท์เป็นแผ่นสองขั้วที่ใช้กันมากที่สุดใน PEMFCs ในปัจจุบัน ซึ่งมีคุณสมบัติการนำไฟฟ้าที่ดี การนำความร้อน ความเสถียร และความต้านทานการกัดกร่อน ฯลฯ ในขณะเดียวกันก็มีข้อเสียบางประการ เช่น คุณสมบัติเชิงกลที่ค่อนข้างแย่ มีความเปราะบางมากกว่า แตกหักง่าย และต้นทุนสูงเนื่องจากความยากลำบากในการตัดเฉือน

การแนะนำแผ่นกราไฟท์สองขั้วï¼

แผ่นไบโพลาร์ที่ทำจากกราไฟต์มีคุณสมบัติการนำไฟฟ้า การนำความร้อน และความต้านทานการกัดกร่อนได้ดี และเป็นแผ่นไบโพลาร์ที่ใช้บ่อยที่สุดใน PEMFCอย่างไรก็ตาม ข้อบกพร่องของมันยังชัดเจนกว่า: 1. อุณหภูมิการทำให้เป็นกราฟของแผ่นกราไฟต์มักจะสูงกว่า 2,500â ซึ่งจำเป็นต้องดำเนินการตามขั้นตอนการให้ความร้อนที่เข้มงวด และใช้เวลานาน;2 กระบวนการทางกลช้า รอบยาว และความแม่นยำของเครื่องสูง ส่งผลให้ต้นทุนสูงของแผ่นกราไฟท์3, กราไฟท์เปราะบาง, ต้องวางแผ่นสำเร็จรูปอย่างระมัดระวัง, การประกอบเป็นเรื่องยาก;4 กราไฟต์เป็นวัสดุที่มีรูพรุน ดังนั้นแผ่นต้องมีความหนาไม่กี่มิลลิเมตรเพื่อให้แน่ใจว่าก๊าซปฏิกิริยาถูกแยกออก ส่งผลให้วัสดุมีความหนาแน่นต่ำ แต่น้ำหนักของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปจะมีขนาดใหญ่กว่า

การมีอยู่ของรูพรุนส่งผลเสียต่อคุณสมบัติของแผ่นกราไฟต์ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องรักษาแผ่นกราไฟต์เพื่อลดความพรุนและปรับปรุงคุณภาพของแผ่นกราไฟต์

1 การใช้แผ่นกราไฟต์ที่ชุบด้วยเรซินหรือซิลิเกตสามารถลดความพรุนได้ Shanghai Jiaotong University ใช้แรงดันสุญญากาศในการชุบสารละลายเข้มข้นโซเดียมซิลิเกตเพื่อลดความพรุนของแผ่นกราไฟท์มากกว่า 70%

2 วิธีการปั้นโคลนต้นทุนต่ำใช้ในการเตรียมชิ้นส่วนก่อนหล่อด้วยเส้นใยกราไฟต์เกล็ด จากนั้นจึงใช้ซีลคาร์บอนซึมผ่านไอเคมีเพื่อให้ได้แผ่นสองขั้วที่มีความหนาแน่นของอากาศที่ดีเยี่ยมและการนำไฟฟ้าสูง อย่างไรก็ตาม วิธีการเจาะไอสารเคมีมีราคาแพงกว่า โดยคิดเป็น 70% ของต้นทุน

การเตรียมกราไฟท์ไบโพลาร์เพลท¼

ผงหมึกหรือผงกราไฟต์ผสมกับเรซินกราไฟต์ กดขึ้นรูป และกราไฟต์ที่อุณหภูมิสูง (ปกติที่ 2200~2800C) ในบรรยากาศลดอุณหภูมิหรือภายใต้สภาวะสุญญากาศจากนั้น แผ่นกราไฟต์จะถูกชุบเพื่อปิดรู จากนั้นจึงใช้เครื่องควบคุมเชิงตัวเลขเพื่อประมวลผลทางเดินของก๊าซที่ต้องการบนพื้นผิวกราฟฟิตีที่อุณหภูมิสูงและการตัดเฉือนช่องแก๊สเป็นสาเหตุหลักที่ทำให้แผ่นเพลตไบโพลาร์มีราคาสูง โดยการตัดเฉือนคิดเป็นเกือบ 60% ของต้นทุนเซลล์เชื้อเพลิงทั้งหมด