Qrafit bipolyar lövhə nədir?

Qrafit bipolyar lövhəadətən yüksək təmizlikli qrafit materiallarından hazırlanmış yanacaq elementləri və elektrolizatorlar kimi elektrokimyəvi avadanlıqlarda istifadə olunan əsas komponentdir. Əsasən cərəyan keçirmək, reaksiya qazlarını (məsələn, hidrogen və oksigen) yaymaq və reaksiya sahələrini ayırmaq üçün istifadə olunan elektrokimyəvi reaksiyalarda mühüm rol oynayır. Onun iki tərəfi bitişik tək hüceyrələrin anod və katoduna toxunaraq “bipolyar” struktur əmələ gətirdiyi üçün (bir tərəfi anod axını sahəsi, digər tərəfi isə katod axını sahəsidir) ona bipolyar lövhə deyilir.

Qrafit bipolyar plitənin quruluşu

Qrafit bipolyar plitələr adətən aşağıdakı hissələrdən ibarətdir:
1. Axın sahəsi: Bipolyar lövhənin səthi reaksiya qazını (məsələn, hidrogen, oksigen və ya hava kimi) bərabər paylamaq və yaranan suyu boşaltmaq üçün mürəkkəb axın sahəsi strukturu ilə dizayn edilmişdir.

2. Keçirici təbəqə: Qrafit materialının özü yaxşı keçiriciliyə malikdir və cərəyanı səmərəli keçirə bilir.

3. Sızdırmazlıq sahəsi: Bipolyar plitələrin kənarları adətən qaz sızmasının və mayenin nüfuzunun qarşısını almaq üçün sızdırmazlıq konstruksiyaları ilə dizayn edilir.

4. Soyutma kanalları (isteğe bağlı): Bəzi yüksək performanslı tətbiqlərdə avadanlığın iş temperaturunu tənzimləmək üçün bipolyar plitələrin içərisində soyutma kanalları tərtib oluna bilər.

Qrafit bipolyar plitələrin funksiyaları

1. Keçirici funksiya:

Elektrokimyəvi avadanlığın elektrodu olaraq, bipolyar plitə elektrik enerjisinin səmərəli çıxışını təmin etmək üçün cərəyan toplamaq və keçirmək üçün məsuliyyət daşıyır.
2. Qaz paylanması:

Axın kanalı dizaynı vasitəsilə bipolyar lövhə reaksiya qazını katalizator təbəqəsinə bərabər paylayır, elektrokimyəvi reaksiyanı təşviq edir.
3. Reaksiya zonalarının ayrılması:

Yanacaq hüceyrəsində və ya elektrolizatorda bipolyar plitələr anod və katod sahələrini ayıraraq qazların qarışmasının qarşısını alır.
4. İstiliyin yayılması və drenajı:

Bipolyar plitələr avadanlığın işləmə temperaturunu tənzimləməyə kömək edir və reaksiya nəticəsində yaranan suyu və ya digər əlavə məhsulları boşaltır.
5. Mexaniki dəstək:

Bipolyar plitələr membran elektrodu üçün struktur dəstəyi təmin edir, avadanlığın dayanıqlığını və davamlılığını təmin edir.

Niyə bipolyar boşqab materialı kimi qrafiti seçirsiniz?

Qrafit bipolyar plitələrin material xüsusiyyətləri
●Yüksək keçiricilik:

Qrafitin ümumi müqaviməti 10-15μΩ.cm (100-200 μΩ·sm-dən daha yaxşı) qədər aşağıdır.metal bipolyar lövhə) .

●Korroziyaya davamlılıq:

Yanacaq hüceyrələrinin turşu mühitində demək olar ki, korroziya yoxdur (pH 2-3) və xidmət müddəti 20.000 saatdan çox ola bilər.

●Yüngül:

Sıxlıq təxminən 1,8 q/sm3 (metal bipolyar lövhə üçün 7-8 q/sm3) təşkil edir ki, bu da avtomobil tətbiqlərində çəki azaltmaq üçün faydalıdır.

●Qaz maneə mülkiyyəti:

Qrafitin sıx quruluşu hidrogenin nüfuzunu effektiv şəkildə qarşısını ala bilər və yüksək təhlükəsizliyə malikdir.

●Asan emal:

Qrafit materialı emal etmək asandır və mürəkkəb axın kanalı dizaynlarını və ölçülərini ehtiyaclara uyğun olaraq fərdiləşdirə bilər.

Qrafit bipolyar plitələr necə hazırlanır?

İstehsal prosesiqrafit bipolyar lövhəaşağıdakılar daxildir:
●Xammalın hazırlanması:

Yüksək təmizlik (>99,9%) təbii qrafit və ya süni qrafit tozundan istifadə edin.

Mexanik gücü artırmaq üçün bağlayıcı kimi qatran (məsələn, fenol qatranı) əlavə edin.

●Sıxılma qəlibi:

Qarışıq material qəlibə vurulur və yüksək temperatur (200-300 ℃) və yüksək təzyiq (>100 MPa) altında preslənir.

●Qrafitləşdirmə müalicəsi:

İnert atmosferdə 2500-3000 ℃-ə qədər qızdırmaq karbon olmayan elementlərin uçmasına və sıx qrafit strukturunun əmələ gəlməsinə səbəb olur.

●Qaçış emalı:

Serpantin, paralel və ya interdigitated kanalları (dərinlik 0,5-1 mm) kəsmək üçün CNC maşınları və ya lazerlərdən istifadə edin.

●Səth müalicəsi:

Qatran və ya metal (məsələn, qızıl, titan) ilə hopdurulması təmas müqavimətini azaldır və aşınma müqavimətini artırır.

Qrafit bipolyar plitələrin tətbiqi hansılardır?

1. Yanacaq hüceyrəsi:

- Proton mübadiləsi membran yanacaq hüceyrəsi (PEMFC)

- Bərk oksid yanacaq hüceyrəsi (SOFC)

- Birbaşa metanol yanacaq hüceyrəsi (DMFC)

2. Elektrolizator:

- Su elektrolizi ilə hidrogen istehsalı

- Xlor-qələvi sənayesi

3. Enerji saxlama sistemi:

- Akkumulyator batareyası

4. Kimya Sənayesi:

- Elektrokimyəvi reaktor

5. Laborator tədqiqatlar:

- Yanacaq elementlərinin və elektrolizatorların prototipinin hazırlanması və sınaqdan keçirilməsi

Ümumiləşdirin

Qrafit bipolyar plitələryanacaq elementləri və elektrolizatorlar kimi elektrokimyəvi avadanlığın əsas komponentləridir və keçiricilik, qaz paylanması və reaksiya sahələrinin ayrılması kimi bir çox funksiyaya malikdir. Təmiz enerji texnologiyasının inkişafı ilə qrafit bipolyar plitələr yeni enerji vasitələrində, enerji saxlama sistemlərində, kimyəvi hidrogen istehsalı və digər sahələrdə getdikcə daha çox istifadə olunur.