تجزیه و تحلیل اجزای مهم پیل سوختی: صفحه دوقطبی گرافیت

صفحه دوقطبی که به عنوان صفحه جمع کننده نیز شناخته می شود، یکی از اجزای اصلی هسته سلول های سوختی است. لازم است که عملکردها و خواص زیر را داشته باشد: سوخت و اکسیدان جدا، جلوگیری از انتقال گاز.جمع آوری و هدایت جریان، رسانایی بالا؛گذر جریان طراحی شده و پردازش شده می تواند گاز را به طور مساوی در لایه واکنش الکترود برای واکنش الکترود توزیع کند.می تواند گرما را تخلیه کند، میدان دمای باتری را یکنواخت نگه دارد.مقاومت در برابر خوردگی، ضربه و لرزش؛ضخامت نازک، وزن سبک، کم هزینه، ماشینکاری آسان، مناسب برای تولید دسته ای.صفحات دوقطبی ساخته شده از مواد گرافیتی رایج ترین صفحات دوقطبی مورد استفاده در PEMFC در حال حاضر هستند که دارای رسانایی الکتریکی خوب، هدایت حرارتی، پایداری و مقاومت در برابر خوردگی و غیره می باشند. شکنندگی بیشتر، شکستن آسان و هزینه بالا به دلیل مشکلات ماشینکاری.

معرفی صفحه دوقطبی گرافیت ¼

صفحات دوقطبی ساخته شده از گرافیت دارای رسانایی الکتریکی، رسانایی حرارتی و مقاومت در برابر خوردگی خوبی هستند و پرکاربردترین صفحات دوقطبی در PEMFC ها هستند.با این حال، کاستی های آن نیز آشکارتر است: 1. دمای گرافیتی شدن صفحه گرافیتی معمولاً بالاتر از 2500 است که باید طبق روش گرمایش دقیق انجام شود و زمان طولانی است.2، فرآیند پردازش مکانیکی کند است، چرخه طولانی است، و دقت دستگاه بالا است، که منجر به هزینه بالای صفحه گرافیت می شود.3، گرافیت شکننده است، صفحه تمام شده باید با دقت قرار داده شود، مونتاژ دشوار است.4، گرافیت یک ماده متخلخل است، بنابراین صفحه نیاز به چند میلی متر ضخامت دارد تا اطمینان حاصل شود که گاز واکنش جدا می شود، در نتیجه چگالی کم خود ماده است، اما وزن محصول نهایی بزرگتر است.

وجود منافذ تاثیر بدی روی خواص صفحه گرافیتی دارد، بنابراین لازم است صفحه گرافیتی را برای کاهش تخلخل و بهبود کیفیت صفحه گرافیتی درمان کرد.

1، استفاده از صفحه گرافیت آغشته به رزین یا سیلیکات می تواند تخلخل را کاهش دهد، دانشگاه شانگهای Jiaotong با استفاده از فشار خلاء برای آغشته کردن محلول غلیظ سیلیکات سدیم برای کاهش تخلخل صفحه گرافیتی بیش از 70٪ استفاده می کند.

2، از روش قالب گیری گل کم هزینه برای تهیه قطعات از پیش ساخته شده با فیبر گرافیت پولکی استفاده می شود و سپس از مهر و موم کربن با نفوذ بخار شیمیایی برای به دست آوردن صفحات دو قطبی با تنگی هوای عالی و رسانایی بالا استفاده می شود. با این حال، روش نفوذ بخار شیمیایی گران تر است و 70 درصد هزینه را به خود اختصاص می دهد.

تهیه صفحه دوقطبی گرافیت ¼

تونر یا پودر گرافیت با رزین گرافیت شده مخلوط می شود، پرس شکل می گیرد و در دمای بالا (معمولاً در 2200 تا 2800 درجه سانتیگراد) در یک اتمسفر کاهنده یا تحت شرایط خلاء گرافیت می شود.سپس صفحه گرافیتی را برای آب بندی سوراخ آغشته می کنند و سپس از دستگاه کنترل عددی برای پردازش گاز مورد نیاز روی سطح آن استفاده می شود.گرافیتیزه شدن در دمای بالا و ماشینکاری کانال های گاز، دلایل اصلی هزینه بالای صفحات دوقطبی هستند، که ماشینکاری تقریباً 60٪ از کل هزینه پیل سوختی را به خود اختصاص می دهد.