Analisi di componenti importanti della cella a combustibile: piastra bipolare in grafite

La piastra bipolare, nota anche come piastra collettore, è uno dei componenti fondamentali delle celle a combustibile. Deve avere le seguenti funzioni e proprietà: separare combustibile e ossidante, impedire la trasmissione del gas;Raccogliere e condurre corrente, alta conducibilità;Il passaggio del flusso progettato ed elaborato può distribuire uniformemente il gas allo strato di reazione dell'elettrodo per la reazione dell'elettrodo;Può scaricare il calore, mantenere uniforme il campo di temperatura della batteria;Resistenza alla corrosione, agli urti e alle vibrazioni;Spessore sottile, peso leggero, basso costo, facile lavorazione, adatto per la produzione in lotti.Le piastre bipolari in materiale di grafite sono attualmente le piastre bipolari più comunemente utilizzate nei PEMFC, che hanno una buona conduttività elettrica, conducibilità termica, stabilità e resistenza alla corrosione, ecc. Allo stesso tempo, ci sono alcuni svantaggi come proprietà meccaniche relativamente scarse, maggiore fragilità, facilità di rottura e costo elevato dovuto alle difficoltà di lavorazione.

Introduzione della piastra bipolare in grafiteï¼

Le piastre bipolari in grafite hanno una buona conduttività elettrica, conducibilità termica e resistenza alla corrosione e sono le piastre bipolari più comunemente utilizzate nei PEMFC.Tuttavia, i suoi difetti sono anche più evidenti: 1. La temperatura di grafitizzazione della lastra di grafite è solitamente superiore a 2500℃, che deve essere eseguita secondo la rigorosa procedura di riscaldamento e il tempo è lungo;2, il processo di lavorazione meccanica è lento, il ciclo è lungo e la precisione della macchina è elevata, con conseguente costo elevato della lastra di grafite;3, la grafite è fragile, la lastra finita deve essere posizionata con cura, il montaggio è difficile;4, la grafite è un materiale poroso, quindi la lastra necessita di pochi millimetri di spessore per garantire la separazione del gas di reazione, con conseguente bassa densità del materiale stesso, ma il peso del prodotto finito è maggiore.

L'esistenza di pori ha un effetto negativo sulle proprietà della lastra di grafite, quindi è necessario trattare la lastra di grafite per ridurre la porosità e migliorare la qualità della lastra di grafite.

1, l'uso di lastre di grafite impregnate di resina o silicato può ridurre la porosità, Shanghai Jiaotong University utilizzando la pressione del vuoto per impregnare la soluzione concentrata di silicato di sodio per ridurre la porosità della lastra di grafite di oltre il 70%.

2, il metodo di stampaggio a fango a basso costo viene utilizzato per preparare parti prestampate in fibra di grafite lamellare, quindi viene utilizzata la guarnizione di carbonio a penetrazione di vapore chimico per ottenere piastre bipolari con eccellente tenuta all'aria e alta conduttività. Tuttavia, il metodo di penetrazione del vapore chimico è più costoso, rappresentando il 70% del costo.

Preparazione della piastra bipolare in grafiteï¼

Il toner o la polvere di grafite viene miscelato con resina grafitizzata, pressato e grafitizzato ad alta temperatura (di solito a 2200~2800C) in atmosfera riducente o in condizioni di vuoto.Quindi, la lastra di grafite viene impregnata per sigillare il foro, quindi la macchina a controllo numerico viene utilizzata per elaborare il passaggio di gas richiesto sulla sua superficie.LA GRAFITIZZAZIONE AD ALTA TEMPERATURA E LA LAVORAZIONE DEI CANALI DEL GAS SONO LE RAGIONI PRINCIPALI DEL COSTO ELEVATO DELLE PIASTRE BIPOLARI, CON LAVORAZIONI CHE RAPPRESENTANO quasi il 60% DEL COSTO TOTALE DELLE CELLE A COMBUSTIBILE.