Grafita dupolusa platoestas ŝlosila komponanto uzata en elektrokemiaj ekipaĵoj kiel ekzemple fuelpiloj kaj elektroliziloj, kutime faritaj el altpurecaj grafitaj materialoj. Ĝi ludas gravan rolon en elektrokemiaj reakcioj, ĉefe uzata por kondukti kurenton, distribui reakciajn gasojn (kiel hidrogeno kaj oksigeno), kaj apartigi reakciajn areojn. Ĉar ĝiaj du flankoj kontaktas la anodon kaj katodon de apudaj unuopaj piloj, formante "dupolusan" strukturon (unu flanko estas la anoda fluokampo kaj la alia flanko estas la katoda fluokampo), ĝi nomiĝas dupolusa plato.
La strukturo de grafita dupolusa plato
Grafitaj dupolusaj platoj kutime konsistas el la jenaj partoj:
1. Flua KampoLa surfaco de la dupolusa plato estas desegnita kun kompleksa fluokampa strukturo por egale distribui la reakcian gason (kiel hidrogenon, oksigenon aŭ aeron) kaj eligi la generitan akvon.
2. Kondukta tavoloGrafita materialo mem havas bonan konduktivecon kaj povas efike konduki kurenton.
3. Sigela areoLa randoj de dupolusaj platoj estas kutime desegnitaj kun sigelaj strukturoj por malhelpi gaselfluon kaj likvan penetron.
4. Malvarmigaj kanaloj (laŭvolaj)En iuj alt-efikecaj aplikoj, malvarmigaj kanaloj povas esti dizajnitaj ene de la dupolusaj platoj por reguligi la funkcian temperaturon de la ekipaĵo.
Funkcioj de grafitaj dupolusaj platoj
1. Konduktiva funkcio:
Kiel elektrodo de elektrokemia ekipaĵo, la dupolusa plato respondecas pri kolektado kaj konduktado de kurento por certigi efikan eligon de elektra energio.
2. Gasdistribuado:
Per la dezajno de fluokanaloj, la dupolusa plato egale distribuas la reakcian gason al la katalizatora tavolo, antaŭenigante la elektrokemian reakcion.
3. Apartigo de reakciaj zonoj:
En fuelpilo aŭ elektrolizilo, dupolusaj platoj apartigas la anodajn kaj katodajn areojn, malhelpante gasojn miksiĝi.
4. Varmodisradiado kaj drenado:
Dupolusaj platoj helpas reguligi la funkcian temperaturon de la ekipaĵo kaj eligi akvon aŭ aliajn kromproduktojn generitajn de la reakcio.
5. Mekanika subteno:
Dupolusaj platoj provizas strukturan subtenon por la membrana elektrodo, certigante la stabilecon kaj daŭripovon de la ekipaĵo.
Kial elekti grafiton kiel dupolusan platmaterialon?
Materialaj ecoj de grafitaj dupolusaj platoj
●Alta konduktiveco:
La groca rezisteco de grafito estas tiel malalta kiel 10-15 μΩ·cm (pli bona ol 100-200 μΩ·cm demetala dupolusa plato) .
●Kororezisto:
Preskaŭ neniu korodo en la acida medio de fuelpiloj (pH 2-3), kaj la servodaŭro povas atingi pli ol 20 000 horojn.
●Malpeza:
Denseco estas ĉirkaŭ 1,8 g/cm³ (7-8 g/cm³ por metala dupolusa plato), kio utilas por redukti pezon en veturilaj aplikoj.
●Propreco de gasbarilo:
La densa strukturo de grafito povas efike malhelpi hidrogenan penetron kaj havas altan sekurecon.
●Facila prilaborado:
Grafita materialo estas facile prilaborebla kaj povas adapti kompleksajn fluokanalajn dezajnojn kaj grandecojn laŭ bezonoj.
Kiel oni fabrikas grafitajn dupolusajn platojn?
La produktada procezo degrafita dupolusa platoinkluzivas la jenajn:
●Preparado de kruda materialo:
Uzu altpurecan (>99.9%) naturan grafiton aŭ artefaritan grafitan pulvoron.
Aldonu rezinon (kiel ekzemple fenolan rezinon) kiel ligilon por plibonigi la mekanikan forton.
●Kunprema fandado:
La miksita materialo estas injektita en muldilon kaj premita sub alta temperaturo (200-300℃) kaj alta premo (>100 MPa).
●Grafitiga traktado:
Varmiĝo ĝis 2500-3000℃ en inerta atmosfero kaŭzas vaporiĝon de ne-karbonaj elementoj kaj formadon de densan grafitan strukturon.
●Kurista prilaborado:
Uzu CNC-maŝinojn aŭ laserojn por eltranĉi serpentumajn, paralelajn aŭ interciferecajn kanalojn (profundo 0,5-1 mm).
●Surfaca traktado:
Impregnigo per rezino aŭ metalo (kiel oro, titanio) reduktas kontaktoreziston kaj plibonigas eluziĝreziston.
Kiuj estas la aplikoj de grafitaj dupolusaj platoj?
1. Brulaĵĉelo:
- Protoninterŝanĝa membrana fuelpilo (PEMFC)
- Solida Oksida Brulpilo (SOFC)
- Rekta Metanola Brulpilo (DMFC)
2. Elektrolizilo:
- Hidrogenproduktado per akva elektrolizo
- Klor-alkala industrio
3. Sistemo de energia stokado:
- Flua baterio
4. Kemia Industrio:
- Elektrokemia Reaktoro
5. Laboratoria esplorado:
- Prototipa disvolviĝo kaj testado de fuelpiloj kaj elektroliziloj
Resumi
Grafitaj dupolusaj platojestas kernaj komponantoj de elektrokemiaj ekipaĵoj kiel ekzemple fuelpiloj kaj elektroliziloj, kaj havas multajn funkciojn kiel konduktiveco, gasdistribuo kaj apartigo de reakciaj areoj. Kun la disvolviĝo de puraenergia teknologio, grafitaj dupolusaj platoj estas pli kaj pli uzataj en novenergiaj veturiloj, energiaj stokaj sistemoj, kemia hidrogenproduktado kaj aliaj kampoj.
Afiŝtempo: 31-a de marto 2025