Analyse van belangrijke componenten van brandstofcel: grafiet bipolaire plaat

Bipolaire plaat, ook wel collectorplaat genoemd, is een van de belangrijkste kerncomponenten van brandstofcellen. Het moet de volgende functies en eigenschappen hebben: brandstof en oxidatiemiddel scheiden, gastransmissie voorkomen;Verzamel en leid huidige, hoge geleidbaarheid;De ontworpen en verwerkte stroomdoorgang kan het gas gelijkmatig verdelen over de elektrodereactielaag voor elektrodereactie;Kan warmte ontladen, het veld van de batterijtemperatuur uniform houden;Corrosie-, slag- en trillingsbestendigheid;Dunne dikte, lichtgewicht, lage kosten, gemakkelijke bewerking, geschikt voor batchproductie.Bipolaire platen gemaakt van grafietmateriaal zijn momenteel de meest gebruikte bipolaire platen in PEMFC's, die een goede elektrische geleidbaarheid, thermische geleidbaarheid, stabiliteit en corrosieweerstand hebben, enz. Tegelijkertijd zijn er enkele nadelen, zoals relatief slechte mechanische eigenschappen, grotere brosheid, gemakkelijk te breken en hoge kosten vanwege bewerkingsproblemen.

Introductie van grafiet bipolaire plaatï¼

Bipolaire platen gemaakt van grafiet hebben een goede elektrische geleidbaarheid, thermische geleidbaarheid en corrosieweerstand, en zijn de meest gebruikte bipolaire platen in PEMFC's.De tekortkomingen zijn echter ook duidelijker: 1. De grafitiseringstemperatuur van de grafietplaat is meestal hoger dan 2500 ° C, wat moet worden uitgevoerd volgens de strikte verwarmingsprocedure, en de tijd is lang;2, het mechanische verwerkingsproces is traag, de cyclus is lang en de precisie van de machine is hoog, wat resulteert in de hoge kosten van grafietplaat;3, grafiet is kwetsbaar, de afgewerkte plaat moet zorgvuldig worden geplaatst, montage is moeilijk;4, grafiet is poreus materiaal, dus de plaat heeft een paar millimeter dikte nodig om ervoor te zorgen dat het reactiegas wordt gescheiden, wat resulteert in de lage dichtheid van het materiaal zelf, maar het gewicht van het eindproduct is groter.

Het bestaan ​​van poriën heeft een slecht effect op de eigenschappen van de grafietplaat, dus het is noodzakelijk om de grafietplaat te behandelen om de porositeit te verminderen en de kwaliteit van de grafietplaat te verbeteren.

1, het gebruik van grafietplaat geïmpregneerd met hars of silicaat kan de porositeit verminderen, Shanghai Jiaotong University gebruikt vacuümdruk om natriumsilicaat geconcentreerde oplossing te impregneren om de porositeit van grafietplaat met meer dan 70% te verminderen.

2, de goedkope moddervormmethode wordt gebruikt om vlokgrafietvezel voorgevormde onderdelen te bereiden, en vervolgens wordt de koolstofafdichting voor chemische damppenetratie gebruikt om bipolaire platen te verkrijgen met uitstekende luchtdichtheid en hoge geleidbaarheid. De methode van chemische damppenetratie is echter duurder en vertegenwoordigt 70% van de kosten.

Voorbereiding van grafiet bipolaire plaatï¼

Het toner- of grafietpoeder wordt gemengd met gegrafitiseerde hars, persgevormd en gegrafitiseerd bij hoge temperatuur (gewoonlijk bij 2200~280°C) in een reducerende atmosfeer of onder vacuümomstandigheden.Vervolgens wordt de grafietplaat geïmpregneerd om het gat af te dichten en vervolgens wordt de numerieke besturingsmachine gebruikt om de vereiste gasdoorgang op het oppervlak te verwerken.GRAFITISERING OP HOGE TEMPERATUUR EN BEWERKING VAN GASKANALEN ZIJN DE BELANGRIJKSTE REDENEN VOOR DE HOGE KOSTEN VAN BIPOLAIRE PLATEN, WAARBIJ DE BEWERKING bijna 60% VAN DE TOTALE BRANDSTOFCELKOSTEN VEROORZAAKT.