Grafit bipoláris lemezAz elektrokémiai berendezések, például az üzemanyagcellák és az elektrolizátorok kulcsfontosságú alkotóeleme, amelyet általában nagy tisztaságú grafit anyagokból készítenek. Létfontosságú szerepet játszik az elektrokémiai reakciókban, főként az áram vezetésére, a reakciógázok (például hidrogén és oxigén) elosztására és a reakciózónák elválasztására használják. Mivel két oldala érintkezik a szomszédos egyes cellák anódjával és katódjával, „bipoláris” szerkezetet alkotva (az egyik oldal az anód áramlási mezője, a másik oldal a katód áramlási mezője), bipoláris lemeznek nevezik.
A grafit bipoláris lemez szerkezete
A grafit bipoláris lemezek általában a következő részekből állnak:
1. Áramlási mezőA bipoláris lemez felülete komplex áramlási térszerkezettel van kialakítva, hogy egyenletesen ossza el a reakciógázt (például hidrogént, oxigént vagy levegőt), és elvezetse a keletkezett vizet.
2. Vezetőképes rétegMaga a grafitanyag jó vezetőképességgel rendelkezik, és hatékonyan vezeti az áramot.
3. TömítőfelületA bipoláris lemezek széleit általában tömítő szerkezetekkel tervezik, hogy megakadályozzák a gázszivárgást és a folyadék behatolását.
4. Hűtőcsatornák (opcionális)Néhány nagy teljesítményű alkalmazásban hűtőcsatornák alakíthatók ki a bipoláris lemezek belsejében a berendezés üzemi hőmérsékletének szabályozására.
A grafit bipoláris lemezek funkciói
1. Vezetőképesség:
Az elektrokémiai berendezések elektródájaként a bipoláris lemez felelős az áram összegyűjtéséért és vezetéséért, hogy biztosítsa az elektromos energia hatékony kimenetét.
2. Gázelosztás:
Az áramlási csatorna kialakításának köszönhetően a bipoláris lemez egyenletesen osztja el a reakciógázt a katalizátorrétegen, elősegítve az elektrokémiai reakciót.
3. Reakciózónák szétválasztása:
Egy üzemanyagcellában vagy elektrolizátorban a bipoláris lemezek elválasztják az anód és a katód területeit, megakadályozva a gázok keveredését.
4. Hőelvezetés és hőelvezetés:
A bipoláris lemezek segítenek szabályozni a berendezés üzemi hőmérsékletét, és elvezetik a reakció során keletkező vizet vagy egyéb melléktermékeket.
5. Mechanikai támogatás:
A bipoláris lemezek szerkezeti támaszt nyújtanak a membránelektróda számára, biztosítva a berendezés stabilitását és tartósságát.
Miért érdemes grafitot választani bipoláris lemezanyagként?
A grafit bipoláris lemezek anyagtulajdonságai
●Magas vezetőképesség:
A grafit fajlagos ellenállása akár 10-15 μΩ·cm is lehet (jobb, mint a grafit 100-200 μΩ·cm-e).fém bipoláris lemez) .
●Korrózióállóság:
Az üzemanyagcellák savas környezetében (pH 2-3) szinte nincs korrózió, és az élettartam elérheti a több mint 20 000 órát.
●Könnyűsúlyú:
A sűrűség körülbelül 1,8 g/cm3 (7-8 g/cm3 fém bipoláris lemez esetén), ami előnyös a járművekben a súlycsökkentés szempontjából.
●Gázzáró tulajdonság:
A grafit sűrű szerkezete hatékonyan megakadályozza a hidrogén behatolását, és nagy biztonsággal rendelkezik.
●Könnyű feldolgozás:
A grafitanyag könnyen feldolgozható, és az igényeknek megfelelően testreszabhatóvá teszi az összetett áramlási csatorna kialakítását és méretét.
Hogyan gyártják a grafit bipoláris lemezeket?
A gyártási folyamatgrafit bipoláris lemeza következőket tartalmazza:
●Nyersanyag előkészítése:
Használjon nagy tisztaságú (>99,9%) természetes grafitot vagy mesterséges grafitport.
A mechanikai szilárdság növelése érdekében kötőanyagként adjon hozzá gyantát (például fenolgyantát).
●Kompressziós öntés:
A kevert anyagot egy öntőformába fecskendezik, majd magas hőmérsékleten (200-300 ℃) és nagy nyomáson (>100 MPa) préselik.
●Grafitizációs kezelés:
Inert atmoszférában 2500-3000 ℃-ra melegítve a nem szén elemek elillannak, és sűrű grafitszerkezetet képeznek.
●Futó feldolgozása:
CNC gépek vagy lézerek segítségével kígyózó, párhuzamos vagy egymásba fonódó csatornákat lehet kivágni (0,5-1 mm mélységben).
●Felületkezelés:
A gyantával vagy fémmel (például arannyal, titánnal) történő impregnálás csökkenti az érintkezési ellenállást és javítja a kopásállóságot.
Milyen alkalmazási területei vannak a grafit bipoláris lemezeknek?
1. Üzemanyagcella:
- Protoncserélő membrán üzemanyagcella (PEMFC)
- Szilárd-oxid üzemanyagcella (SOFC)
- Közvetlen metanolos üzemanyagcella (DMFC)
2. Elektrolizáló:
- Hidrogéntermelés víz elektrolízisével
- Klór-alkáli ipar
3. Energiatároló rendszer:
- Áramlási akkumulátor
4. Vegyipar:
- Elektrokémiai reaktor
5. Laboratóriumi kutatás:
- Üzemanyagcellák és elektrolizátorok prototípus-fejlesztése és tesztelése
Összefoglaló
Grafit bipoláris lemezekAz elektrokémiai berendezések, például az üzemanyagcellák és az elektrolizátorok alapvető alkotóelemei, és számos funkcióval rendelkeznek, mint például a vezetőképesség, a gázelosztás és a reakciózónák elválasztása. A tiszta energiatechnológia fejlődésével a grafit bipoláris lemezeket egyre inkább használják új energiahordozókban, energiatároló rendszerekben, kémiai hidrogéntermelésben és más területeken.
Közzététel ideje: 2025. márc. 31.