Unsa ang usa ka graphite bipolar plate?

Plato nga bipolar nga grapaytUsa ka importanteng sangkap nga gigamit sa mga kagamitan sa electrochemical sama sa mga fuel cell ug electrolyzer, nga kasagaran hinimo sa mga materyales nga taas og kaputli sa graphite. Kini adunay importanteng papel sa mga reaksiyon sa electrochemical, nga kasagarang gigamit sa pagpadagan sa kuryente, pag-apod-apod sa mga gas sa reaksyon (sama sa hydrogen ug oxygen), ug pagbulag sa mga lugar sa reaksyon. Tungod kay ang duha ka kilid niini nagkontak sa anode ug cathode sa kasikbit nga mga single cell, nga nagporma og "bipolar" nga istruktura (ang usa ka kilid mao ang anode flow field ug ang pikas nga kilid mao ang cathode flow field), kini gitawag nga bipolar plate.

Ang istruktura sa graphite bipolar plate

Ang mga graphite bipolar plate kasagaran gilangkoban sa mosunod nga mga bahin:
1. Natad sa Pag-agosAng nawong sa bipolar plate gidisenyo nga adunay komplikado nga istruktura sa flow field aron parehas nga maapod-apod ang reaction gas (sama sa hydrogen, oxygen o hangin) ug ipagawas ang namugna nga tubig.

2. Konduktibong lut-odAng materyal nga graphite mismo adunay maayong conductivity ug episyente nga makadala sa kuryente.

3. Lugar nga giselyohanAng mga ngilit sa mga bipolar plate kasagarang gidisenyo nga adunay mga istruktura sa pagsilyo aron malikayan ang pagtulo sa gas ug pagsulod sa likido.

4. Mga agianan sa pagpabugnaw (opsyonal)Sa pipila ka mga aplikasyon nga taas og performance, ang mga cooling channel mahimong idisenyo sulod sa mga bipolar plate aron ma-regulate ang temperatura sa operasyon sa kagamitan.

Mga gimbuhaton sa mga plato nga bipolar nga grapayt

1. Konduktibo nga gimbuhaton:

Isip elektrod sa mga kagamitang elektrokemikal, ang bipolar plate maoy responsable sa pagkolekta ug pagpaagi sa kuryente aron masiguro ang episyente nga output sa enerhiyang elektrikal.
2. Pag-apod-apod sa gas:

Pinaagi sa disenyo sa flow channel, ang bipolar plate parehas nga nag-apod-apod sa reaction gas ngadto sa catalyst layer, nga nagpasiugda sa electrochemical reaction.
3. Pagbulag sa mga sona sa reaksyon:

Sa usa ka fuel cell o electrolyzer, ang mga bipolar plate nagbulag sa mga lugar sa anode ug cathode, nga nagpugong sa pagsagol sa mga gas.
4. Pagpawala sa kainit ug pag-agas sa tubig:

Ang mga bipolar plate makatabang sa pag-regulate sa temperatura sa operasyon sa kagamitan ug pagpagawas sa tubig o uban pang mga by-product nga namugna sa reaksyon.
5. Mekanikal nga suporta:

Ang mga bipolar plate naghatag og estruktural nga suporta para sa membrane electrode, nga nagsiguro sa kalig-on ug kalig-on sa kagamitan.

Ngano nga pilion ang graphite isip bipolar plate material?

Mga kabtangan sa materyal sa mga plato nga bipolar nga grapayt
●Taas nga konduktibiti:

Ang bulk resistivity sa graphite kay ubos ra sa 10-15μΩ.cm (mas maayo kay sa 100-200 μΩ·cm sametal nga bipolar nga plato) .

●Pagsukol sa kalawang:

Halos walay taya sa acidic nga palibot sa mga fuel cell (pH 2-3), ug ang kinabuhi sa serbisyo mahimong moabot ug kapin sa 20,000 ka oras.

●Magaan:

Ang densidad mga 1.8 g/cm3 (7-8 g/cm3 para sa metal bipolar plate), nga mapuslanon para sa pagpakunhod sa gibug-aton sa mga gamit sa sakyanan.

●Mga kabtangan sa babag sa gas:

Ang dasok nga istruktura sa graphite epektibong makapugong sa pagsulod sa hydrogen ug adunay taas nga kaluwasan.

●Sayon nga pagproseso:

Ang materyal nga graphite dali ra iproseso ug makapahiangay sa komplikado nga mga disenyo ug gidak-on sa agianan sa agos sumala sa mga panginahanglan.

Giunsa paghimo ang mga graphite bipolar plate?

Ang proseso sa produksiyon saplato nga bipolar nga grapaytnaglakip sa mosunod:
●Pag-andam sa hilaw nga materyales:

Gamita ang taas nga kaputli (>99.9%) nga natural nga graphite o artipisyal nga graphite nga pulbos.

Idugang ang resin (sama sa phenolic resin) isip binder aron mapalig-on ang mekanikal nga kusog.

●Paghulma sa Kompresyon:

Ang gisagol nga materyal gi-inject sa usa ka molde ug gipuga ubos sa taas nga temperatura (200-300℃) ug taas nga presyur (>100 MPa).

●Pagtratar sa grapitisasyon:

Ang pag-init ngadto sa 2500-3000℃ sa usa ka inert nga atmospera hinungdan sa mga elemento nga dili carbon nga moalisngaw ug maporma ang usa ka dasok nga istruktura sa graphite.

●Pagproseso sa Runner:

Gamita ang mga makinang CNC o laser aron pagkulit og serpentine, parallel o interdigitated nga mga kanal (giladmon nga 0.5-1 mm).

●Pagtambal sa nawong:

Ang pag-impregnation gamit ang resin o metal (sama sa bulawan, titanium) nga coating makapakunhod sa contact resistance ug makapaayo sa wear resistance.

Unsa ang mga gamit sa mga graphite bipolar plate?

1. Selula sa Gasolina:

- Proton exchange membrane fuel cell (PEMFC)

- Selula sa Panggatong nga Solidong Oksido (SOFC)

- Direktang Methanol Fuel Cell (DMFC)

2. Elektrolisador:

- Pagprodyus og hydrogen pinaagi sa electrolysis sa tubig

- Industriya sa kloro-alkali

3. Sistema sa pagtipig og enerhiya:

- Baterya sa pag-agos

4. Industriya sa Kemikal:

- Elektrokemikal nga Reaktor

5. Panukiduki sa laboratoryo:

- Pagpalambo ug pagsulay sa prototype sa mga fuel cell ug electrolyzer

I-summarize

Mga plato nga bipolar nga grapaytmga kinauyokan nga sangkap sa mga kagamitan sa electrochemical sama sa mga fuel cell ug electrolyzer, ug adunay daghang mga gimbuhaton sama sa conductivity, distribusyon sa gas, ug pagbulag sa mga lugar sa reaksyon. Uban sa pag-uswag sa teknolohiya sa limpyo nga enerhiya, ang mga graphite bipolar plate labi nga gigamit sa mga bag-ong sakyanan sa enerhiya, mga sistema sa pagtipig sa enerhiya, produksiyon sa kemikal nga hydrogen ug uban pang mga natad.