Die Bipolarplatte ist die Kernkomponente des Reaktors und hat großen Einfluss auf dessen Leistung und Kosten. Derzeit wird die Bipolarplatte je nach Material hauptsächlich in Graphitplatten, Verbundplatten und Metallplatten unterteilt.
Die Bipolarplatte ist ein Kernstück der PEMFC. Ihre Hauptaufgabe besteht darin, Gas durch das Oberflächenströmungsfeld zu transportieren und den durch die Reaktion erzeugten Strom, die Wärme und das Wasser zu sammeln und abzuleiten. Je nach Materialtyp beträgt das Gewicht des PEMFC-Stapels etwa 60 bis 80 %, die Kosten etwa 30 %. Entsprechend den Funktionsanforderungen der Bipolarplatte und unter Berücksichtigung der sauren elektrochemischen Reaktionsumgebung der PEMFC werden an die Bipolarplatte hohe Anforderungen an elektrische Leitfähigkeit, Luftdichtheit, mechanische Eigenschaften, Korrosionsbeständigkeit usw. gestellt.
Die Doppelplatte wird je nach Material hauptsächlich in drei Kategorien unterteilt: Graphitplatte, Verbundplatte und Metallplatte. Die Graphit-Doppelplatte ist die derzeit am häufigsten verwendete Doppelplatte für PEMFCs im Inland. Sie weist eine gute elektrische Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit, Stabilität und Korrosionsbeständigkeit auf und zeichnet sich durch andere Eigenschaften aus, hat aber relativ schlechte mechanische Eigenschaften, ist spröde und die Bearbeitungsschwierigkeiten führen zu hohen Kosten, die viele Hersteller plagen.
GraphitBipolarplatteEinführung:
Bipolarplatten aus Graphit weisen eine gute elektrische Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit auf und werden in PEMFCS am häufigsten verwendet. Die Nachteile liegen jedoch auf der Hand: Die Graphitisierungstemperatur von Graphitplatten liegt üblicherweise über 2500 °C, erfordert ein strenges Heizverfahren und ist zeitaufwändig. Der Bearbeitungsprozess ist langsam, der Zyklus lang und die Präzision der Maschine hoch, was zu hohen Kosten der Graphitplatte führt. Graphit ist zerbrechlich, die fertige Platte muss sorgfältig behandelt werden, und die Montage ist schwierig. Graphit ist porös, daher müssen die Platten einige Millimeter dick sein, damit sich die Gase trennen können. Dies führt zu einer geringeren Dichte des Materials selbst, aber einem schwereren Endprodukt.
Herstellung von GraphitBipolarplatte:
Der Toner oder das Graphitpulver wird mit graphitiertem Harz vermischt, pressgeformt und bei hohen Temperaturen (üblicherweise 2200–2800 °C) in reduzierender Atmosphäre oder unter Vakuum graphitiert. Anschließend wird die Graphitplatte imprägniert, um das Loch zu verschließen. Anschließend wird mit einer CNC-Maschine der erforderliche Gasdurchgang auf ihrer Oberfläche hergestellt. Die Hochtemperatur-Graphitisierung und die Bearbeitung der Gaskanäle sind die Hauptgründe für die hohen Kosten bipolarer Platten. Die Bearbeitung macht fast 60 % der Gesamtkosten einer Brennstoffzelle aus.
Bipolare Platteist eine der wichtigsten Komponenten im Brennstoffzellenstapel. Seine Hauptfunktionen sind:
1. Einzelbatterieanschluss
2. Kraftstoff (H2) und Luft (O2) liefern
3. Stromsammlung und -leitung
4. Support-Stack und MEA
5、Um die durch die Reaktion erzeugte Wärme zu entfernen
6. Lassen Sie das bei der Reaktion entstehende Wasser ab.
Veröffentlichungszeit: 29. Juli 2022