Qrafit bipolyar lövhə nədir?

Qrafit bipolyar lövhəyanacaq elementləri və elektrolizatorlar kimi elektrokimyəvi avadanlıqlarda istifadə olunan əsas komponentdir və adətən yüksək təmizlikli qrafit materiallarından hazırlanır. Əsasən cərəyan keçirmək, reaksiya qazlarını (məsələn, hidrogen və oksigen) paylamaq və reaksiya sahələrini ayırmaq üçün istifadə olunan elektrokimyəvi reaksiyalarda mühüm rol oynayır. İki tərəfi qonşu tək elementlərin anodu və katodu ilə təmasda olduğundan və "bipolyar" struktur əmələ gətirdiyindən (bir tərəfi anod axın sahəsi, digər tərəfi isə katod axın sahəsidir), ona bipolyar lövhə deyilir.

Qrafit bipolyar lövhəsinin quruluşu

Qrafit bipolyar lövhələr adətən aşağıdakı hissələrdən ibarətdir:
1. Axın sahəsiBipolyar lövhənin səthi, reaksiya qazını (məsələn, hidrogen, oksigen və ya hava) bərabər paylamaq və əmələ gələn suyu boşaltmaq üçün mürəkkəb axın sahəsi quruluşu ilə hazırlanmışdır.

2. Keçirici təbəqəQrafit materialının özü yaxşı keçiriciliyə malikdir və cərəyanı səmərəli şəkildə keçirə bilir.

3. Möhürləmə sahəsiBipolyar lövhələrin kənarları, adətən, qaz sızmasının və mayenin nüfuz etməsinin qarşısını almaq üçün möhürləyici strukturlarla hazırlanır.

4. Soyutma kanalları (isteğe bağlı)Bəzi yüksək performanslı tətbiqlərdə, avadanlığın işləmə temperaturunu tənzimləmək üçün bipolyar lövhələrin içərisində soyutma kanalları dizayn edilə bilər.

Qrafit bipolyar lövhələrin funksiyaları

1. Keçirici funksiya:

Elektrokimyəvi avadanlıqların elektrodu kimi, bipolyar lövhə elektrik enerjisinin səmərəli çıxışını təmin etmək üçün cərəyanı toplamaq və keçirməkdən məsuldur.
2. Qaz paylanması:

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

Yanacaq elementində və ya elektrolizatorda bipolyar lövhələr anod və katod sahələrini ayırır və qazların qarışmasının qarşısını alır.
4. İstilik yayılması və drenajı:

Bipolyar lövhələr avadanlığın işləmə temperaturunu tənzimləməyə və reaksiya nəticəsində yaranan suyu və ya digər yan məhsulların atılmasına kömək edir.
5. Mexaniki dəstək:

Bipolyar lövhələr membran elektrodu üçün struktur dəstək təmin edir və avadanlığın sabitliyini və davamlılığını təmin edir.

Niyə bipolyar lövhə materialı kimi qrafit seçməlisiniz?

Qrafit bipolyar lövhələrin material xüsusiyyətləri
●Yüksək keçiricilik:

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

●Korroziyaya davamlılıq:

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

●Yüngül:

Sıxlıq təxminən 1,8 q/sm3-dür (metal bipolyar lövhə üçün 7-8 q/sm3), bu da nəqliyyat vasitələrinin tətbiqlərində çəkini azaltmaq üçün faydalıdır.

●Qaz bariyer xüsusiyyəti:

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

●Asan emal:

Qrafit materialının emalı asandır və mürəkkəb axın kanalı dizaynlarını və ölçülərini ehtiyaclara uyğun olaraq fərdiləşdirə bilər.

Qrafit bipolyar lövhələr necə istehsal olunur?

İstehsal prosesiqrafit bipolyar lövhəaşağıdakıları əhatə edir:
●Xammalın hazırlanması:

Yüksək təmizlikli (>99.9%) təbii qrafit və ya süni qrafit tozundan istifadə edin.

Mexaniki möhkəmliyi artırmaq üçün bağlayıcı kimi qatran (məsələn, fenolik qatran) əlavə edin.

●Sıxılma Qəlibləmə:

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

●Qrafitləşmə müalicəsi:

İnert atmosferdə 2500-3000℃-ə qədər qızdırmaq qeyri-karbon elementlərinin buxarlanmasına və sıx qrafit quruluşu əmələ gətirməsinə səbəb olur.

●Qaçışçı emalı:

Serpantin, paralel və ya rəqəmlərarası kanallar (dərinliyi 0,5-1 mm) oymaq üçün CNC dəzgahlarından və ya lazerlərdən istifadə edin.

●Səthi müalicə:

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

Qrafit bipolyar lövhələrin tətbiqləri hansılardır?

1. Yanacaq elementi:

- Proton mübadiləsi membran yanacaq elementi (PEMFC)

- Bərk Oksid Yanacaq Elementi (SOFC)

- Birbaşa Metanol Yanacaq Elementi (DMFC)

2. Elektrolizator:

- Su elektrolizi ilə hidrogen istehsalı

- Xlor-qələvi sənayesi

3. Enerji saxlama sistemi:

- Axın batareyası

4. Kimya Sənayesi:

- Elektrokimyəvi Reaktor

5. Laboratoriya tədqiqatı:

- Yanacaq elementlərinin və elektrolizatorların prototiplərinin hazırlanması və sınaqdan keçirilməsi

Xülasə et

Qrafit bipolyar lövhələryanacaq elementləri və elektrolizatorlar kimi elektrokimyəvi avadanlıqların əsas komponentləridir və keçiricilik, qaz paylanması və reaksiya sahələrinin ayrılması kimi çoxsaylı funksiyalara malikdir. Təmiz enerji texnologiyasının inkişafı ilə qrafit bipolyar lövhələr yeni enerji nəqliyyat vasitələrində, enerji saxlama sistemlərində, kimyəvi hidrogen istehsalında və digər sahələrdə getdikcə daha çox istifadə olunur.