ग्रेफाइट बाइपोलर प्लेट क्या है?

ग्रेफाइट द्विध्रुवीय प्लेटयह ईंधन सेल और इलेक्ट्रोलाइज़र जैसे विद्युत रासायनिक उपकरणों में प्रयुक्त एक प्रमुख घटक है, जो आमतौर पर उच्च शुद्धता वाले ग्रेफाइट पदार्थों से बना होता है। यह विद्युत रासायनिक अभिक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, मुख्य रूप से धारा प्रवाहित करने, अभिक्रिया गैसों (जैसे हाइड्रोजन और ऑक्सीजन) को वितरित करने और अभिक्रिया क्षेत्रों को अलग करने के लिए उपयोग किया जाता है। चूंकि इसके दोनों सिरे आसन्न एकल सेल के एनोड और कैथोड के संपर्क में आते हैं, जिससे एक "द्विध्रुवीय" संरचना बनती है (एक तरफ एनोड प्रवाह क्षेत्र और दूसरी तरफ कैथोड प्रवाह क्षेत्र होता है), इसलिए इसे द्विध्रुवीय प्लेट कहा जाता है।

ग्रेफाइट द्विध्रुवीय प्लेट की संरचना

ग्रेफाइट द्विध्रुवीय प्लेटों में आमतौर पर निम्नलिखित भाग होते हैं:
1. प्रवाह क्षेत्रद्विध्रुवीय प्लेट की सतह को एक जटिल प्रवाह क्षेत्र संरचना के साथ डिजाइन किया गया है ताकि प्रतिक्रिया गैस (जैसे हाइड्रोजन, ऑक्सीजन या हवा) को समान रूप से वितरित किया जा सके और उत्पन्न पानी को बाहर निकाला जा सके।

2. चालक परतग्रेफाइट पदार्थ में स्वयं अच्छी चालकता होती है और यह कुशलतापूर्वक धारा का संचालन कर सकता है।

3. सीलिंग क्षेत्रद्विध्रुवीय प्लेटों के किनारों को आमतौर पर गैस रिसाव और तरल प्रवेश को रोकने के लिए सीलिंग संरचनाओं के साथ डिजाइन किया जाता है।

4. शीतलन चैनल (वैकल्पिक)कुछ उच्च-प्रदर्शन अनुप्रयोगों में, उपकरण के परिचालन तापमान को नियंत्रित करने के लिए द्विध्रुवी प्लेटों के अंदर शीतलन चैनल डिजाइन किए जा सकते हैं।

ग्रेफाइट द्विध्रुवीय प्लेटों के कार्य

1. चालकता कार्य:

विद्युत रासायनिक उपकरण के इलेक्ट्रोड के रूप में, द्विध्रुवीय प्लेट विद्युत ऊर्जा के कुशल उत्पादन को सुनिश्चित करने के लिए धारा को एकत्रित करने और संचालित करने के लिए जिम्मेदार होती है।
2. गैस वितरण:

फ्लो चैनल डिजाइन के माध्यम से, बाइपोलर प्लेट उत्प्रेरक परत में प्रतिक्रिया गैस को समान रूप से वितरित करती है, जिससे विद्युत रासायनिक प्रतिक्रिया को बढ़ावा मिलता है।
3. प्रतिक्रिया क्षेत्रों को अलग करना:

फ्यूल सेल या इलेक्ट्रोलाइजर में, बाइपोलर प्लेटें एनोड और कैथोड क्षेत्रों को अलग करती हैं, जिससे गैसों को आपस में मिलने से रोका जा सकता है।
4. ऊष्मा का अपव्यय और निकास:

बाइपोलर प्लेटें उपकरण के परिचालन तापमान को नियंत्रित करने और प्रतिक्रिया से उत्पन्न पानी या अन्य उप-उत्पादों को बाहर निकालने में मदद करती हैं।
5. यांत्रिक सहायता:

द्विध्रुवीय प्लेटें झिल्ली इलेक्ट्रोड के लिए संरचनात्मक सहायता प्रदान करती हैं, जिससे उपकरण की स्थिरता और स्थायित्व सुनिश्चित होता है।

द्विध्रुवीय प्लेट सामग्री के रूप में ग्रेफाइट का चयन क्यों किया जाता है?

ग्रेफाइट द्विध्रुवीय प्लेटों के भौतिक गुण
●उच्च चालकता:

ग्रेफाइट की थोक प्रतिरोधकता 10-15 μΩ.cm जितनी कम होती है (जो कि 100-200 μΩ·cm से बेहतर है)।धातु द्विध्रुवीय प्लेट) .

●संक्षारण प्रतिरोध:

ईंधन सेल के अम्लीय वातावरण (पीएच 2-3) में लगभग कोई जंग नहीं लगती है, और सेवा जीवन 20,000 घंटे से अधिक तक पहुंच सकता है।

●हल्का:

इसका घनत्व लगभग 1.8 ग्राम/सेमी³ है (धातु की द्विध्रुवीय प्लेट के लिए 7-8 ग्राम/सेमी³), जो वाहन अनुप्रयोगों में वजन कम करने के लिए फायदेमंद है।

●गैस अवरोधक गुण:

ग्रेफाइट की सघन संरचना हाइड्रोजन के प्रवेश को प्रभावी ढंग से रोक सकती है और इसमें उच्च सुरक्षा होती है।

●आसान प्रक्रिया:

ग्रेफाइट सामग्री को संसाधित करना आसान है और आवश्यकतानुसार जटिल प्रवाह चैनल डिजाइन और आकार को अनुकूलित किया जा सकता है।

ग्रेफाइट बाइपोलर प्लेट्स का निर्माण कैसे किया जाता है?

उत्पादन प्रक्रियाग्रेफाइट द्विध्रुवीय प्लेटइसमें निम्नलिखित शामिल हैं:
●कच्चे माल की तैयारी:

उच्च शुद्धता (>99.9%) वाले प्राकृतिक ग्रेफाइट या कृत्रिम ग्रेफाइट पाउडर का प्रयोग करें।

यांत्रिक शक्ति बढ़ाने के लिए बाइंडर के रूप में रेजिन (जैसे फेनोलिक रेजिन) मिलाएं।

●दबाव से सांचे में डालना:

मिश्रित सामग्री को सांचे में डाला जाता है और उच्च तापमान (200-300℃) और उच्च दबाव (>100 एमपीए) के तहत दबाया जाता है।

●ग्राफिटाइजेशन उपचार:

अक्रिय वातावरण में 2500-3000℃ तक गर्म करने से गैर-कार्बन तत्व वाष्पीकृत हो जाते हैं और एक सघन ग्रेफाइट संरचना का निर्माण होता है।

●रनर प्रोसेसिंग:

सर्पाकार, समानांतर या अंतर्विन्यासित चैनल (गहराई 0.5-1 मिमी) बनाने के लिए सीएनसी मशीनों या लेजर का उपयोग करें।

●सतह का उपचार:

रेजिन या धातु (जैसे सोना, टाइटेनियम) की परत चढ़ाने से संपर्क प्रतिरोध कम हो जाता है और घिसाव प्रतिरोध में सुधार होता है।

ग्रेफाइट बाइपोलर प्लेट के अनुप्रयोग क्या हैं?

1. ईंधन सेल:

- प्रोटॉन एक्सचेंज मेम्ब्रेन फ्यूल सेल (पीईएमएफसी)

- सॉलिड ऑक्साइड फ्यूल सेल (SOFC)

- डायरेक्ट मेथनॉल फ्यूल सेल (डीएमएफसी)

2. इलेक्ट्रोलाइज़र:

- जल विद्युत अपघटन द्वारा हाइड्रोजन उत्पादन

- क्लोर-क्षार उद्योग

3. ऊर्जा भंडारण प्रणाली:

- फ्लो बैटरी

4. रासायनिक उद्योग:

- विद्युत रासायनिक रिएक्टर

5. प्रयोगशाला अनुसंधान:

- ईंधन सेल और इलेक्ट्रोलाइज़र के प्रोटोटाइप का विकास और परीक्षण

सारांशित करें

ग्रेफाइट द्विध्रुवीय प्लेटेंईंधन सेल और इलेक्ट्रोलाइज़र जैसे विद्युत रासायनिक उपकरणों के प्रमुख घटक हैं, और चालकता, गैस वितरण और प्रतिक्रिया क्षेत्रों के पृथक्करण जैसे कई कार्य करते हैं। स्वच्छ ऊर्जा प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, ग्रेफाइट द्विध्रुवीय प्लेटों का उपयोग नई ऊर्जा वाहनों, ऊर्जा भंडारण प्रणालियों, रासायनिक हाइड्रोजन उत्पादन और अन्य क्षेत्रों में तेजी से बढ़ रहा है।