تحليل المكونات الهامة لخلية الوقود: لوح الجرافيت ثنائي القطب

الصفيحة ثنائية القطب ، والمعروفة أيضًا باسم لوحة التجميع ، هي أحد المكونات الأساسية المهمة لخلايا الوقود. يجب أن يكون لديك الوظائف والخصائص التالية: فصل الوقود والأكسدة ، ومنع انتقال الغاز ؛جمع وإجراء الموصلية العالية الحالية ؛يمكن لممر التدفق المصمم والمعالج أن يوزع الغاز بالتساوي على طبقة تفاعل القطب الكهربائي لتفاعل القطب ؛يمكن تفريغ الحرارة ، والحفاظ على مجال درجة حرارة البطارية موحدة ؛مقاومة التآكل والصدمات والاهتزازات ؛سمك رقيق وخفيف الوزن ومنخفض التكلفة وسهولة التشغيل الآلي ومناسب لتصنيع الدُفعات.تعد الألواح ثنائية القطب المصنوعة من مادة الجرافيت أكثر الألواح ثنائية القطب استخدامًا في PEMFCs في الوقت الحالي ، والتي تتمتع بموصلية كهربائية جيدة وموصلية حرارية واستقرار ومقاومة للتآكل ، وما إلى ذلك في الوقت نفسه ، هناك بعض العيوب مثل الخصائص الميكانيكية الضعيفة نسبيًا ، هشاشة أكبر ، وسهل الكسر ، وارتفاع التكلفة بسبب صعوبات التصنيع.

مقدمة لوحة الجرافيت ثنائية القطب

تتمتع الألواح ثنائية القطب المصنوعة من الجرافيت بتوصيل كهربائي جيد ، وموصلية حرارية ومقاومة للتآكل ، وهي أكثر الألواح ثنائية القطب شيوعًا في PEMFCs.ومع ذلك ، فإن عيوبها أكثر وضوحًا أيضًا: 1. درجة حرارة الجرافيت للوحة الجرافيت عادة ما تكون أعلى من 2500 ، والتي يجب تنفيذها وفقًا لإجراءات التسخين الصارمة ، والوقت طويل ؛2 ، عملية المعالجة الميكانيكية بطيئة ، والدورة طويلة ، ودقة الآلة عالية ، مما يؤدي إلى ارتفاع تكلفة لوحة الجرافيت ؛3 ، الجرافيت هش ، اللوحة النهائية تحتاج إلى وضعها بعناية ، التجميع صعب ؛4 ، الجرافيت مادة مسامية ، لذلك تحتاج اللوحة إلى بضعة ملليمترات من السماكة لضمان فصل غاز التفاعل ، مما يؤدي إلى انخفاض كثافة المادة نفسها ، لكن وزن المنتج النهائي أكبر.

وجود المسام له تأثير سيء على خصائص لوحة الجرافيت ، لذلك من الضروري معالجة لوح الجرافيت لتقليل المسامية وتحسين جودة لوحة الجرافيت.

1 ، استخدام لوحة الجرافيت المشبعة بالراتنج أو السيليكات يمكن أن يقلل من المسامية ، تستخدم جامعة Shanghai Jiaotong ضغط الفراغ لتشريب محلول سيليكات الصوديوم لتقليل مسامية لوحة الجرافيت بأكثر من 70٪.

2 ، يتم استخدام طريقة تشكيل الطين منخفضة التكلفة لإعداد أجزاء مقشرة من ألياف الجرافيت مسبقة الصب ، ومن ثم يتم استخدام ختم الكربون لاختراق البخار الكيميائي للحصول على ألواح ثنائية القطب مع إحكام هواء ممتاز وموصلية عالية. ومع ذلك ، فإن طريقة تغلغل البخار الكيميائي أكثر تكلفة ، حيث تمثل 70 ٪ من التكلفة.

إعداد لوحة الجرافيت ثنائي القطب

يتم خلط مسحوق الحبر أو الجرافيت مع راتينج الجرافيت ، وتشكيل الضغط ، والرسم البياني في درجة حرارة عالية (عادة عند 2200 ~ 2800 درجة مئوية) في جو مختزل أو في ظروف فراغ.بعد ذلك ، يتم تشريب لوحة الجرافيت لإغلاق الفتحة ، ثم يتم استخدام آلة التحكم العددي لمعالجة ممر الغاز المطلوب على سطحه.تعد الرسوم البيانية عالية الحرارة وتشغيل قنوات الغاز من الأسباب الرئيسية لارتفاع تكلفة الألواح ثنائية القطب ، مع احتساب ما يقرب من 60٪ من التكلفة الإجمالية لخلايا الوقود.