Аналіз важливих компонентів паливного елемента: графітова біполярна пластина

Біполярна пластина, також відома як колекторна пластина, є одним із важливих основних компонентів паливних елементів. Він повинен мати такі функції та властивості: розділяти паливо та окислювач, запобігати передачі газу;Збирають і проводять струм, висока провідність;Розроблений і оброблений канал потоку може рівномірно розподіляти газ до шару електродної реакції для електродної реакції;Може відводити тепло, підтримувати рівномірне поле температури батареї;Стійкість до корозії, ударів і вібрації;Тонка товщина, легка вага, низька вартість, легка обробка, підходить для серійного виробництва.Біполярні пластини, виготовлені з графітового матеріалу, є найбільш часто використовуваними біполярними пластинами в PEMFC в даний час, які мають хорошу електропровідність, теплопровідність, стабільність і стійкість до корозії тощо. У той же час є деякі недоліки, такі як відносно погані механічні властивості, більша крихкість, легкість ламання та висока вартість через труднощі механічної обробки.

Представлення графітової біполярної пластини¼

Біполярні пластини з графіту мають хорошу електропровідність, теплопровідність і стійкість до корозії, і є найбільш часто використовуваними біполярними пластинами в PEMFC.Однак його недоліки також більш очевидні: 1. Температура графітизації графітової пластини зазвичай вища за 2500°C, що потрібно проводити відповідно до суворої процедури нагрівання, і час тривалий;2, процес механічної обробки повільний, цикл довгий, а точність машини висока, що призводить до високої вартості графітової пластини;3, графіт крихкий, готову пластину потрібно обережно розмістити, збірка складна;4, графіт є пористим матеріалом, тому пластина має мати товщину в кілька міліметрів, щоб забезпечити відділення реакційного газу, що призводить до низької щільності самого матеріалу, але вага готового продукту більша.

Наявність пор погано впливає на властивості графітової пластини, тому необхідно обробити графітову пластину, щоб зменшити пористість і покращити якість графітової пластини.

1, використання графітової пластини, просоченої смолою або силікатом, може зменшити пористість, Шанхайський університет Цзяотун використовує вакуумний тиск для просочування концентрованим розчином силікату натрію, щоб зменшити пористість графітової пластини більш ніж на 70%.

2, недорогий метод формування з шламового розчину використовується для підготовки попередньо відформованих деталей із лускатого графітового волокна, а потім використовується вуглецеве ущільнення з хімічним проникненням парів для отримання біполярних пластин із чудовою повітронепроникністю та високою провідністю. Однак метод хімічного паропроникнення дорожчий, становить 70% вартості.

Підготовка графітової біполярної пластиниï¼

Тонер або графітовий порошок змішують із графітизованою смолою, пресують і графітують при високій температурі (зазвичай при 2200~2800C) у відновній атмосфері або в умовах вакууму.Потім графітову пластину просочують для герметизації отвору, а потім за допомогою машини з числовим програмним керуванням обробляють необхідний проход газу на її поверхні.ВИСОКОТЕМПЕРАТУРНА ГРАФІТИЗАЦІЯ ТА МЕХАНІЧНА ОБРОБКА ГАЗОВИХ КАНАЛІВ Є ОСНОВНИМИ ПРИЧИНАМИ ВИСОКОЇ ВАРТОСТІ БІПОЛЯРНИХ ПЛАСТИН, КОЛИ МЕХАННА ОБРОБКА СТАВАЄ БІЖЕ 60% ЗАГАЛЬНОЇ ВАРТОСТІ ПАЛИВНИХ ЕЛЕМЕНТІВ.