Ի՞նչ է գրաֆիտային երկբևեռ թիթեղը։

Գրաֆիտային երկբևեռ թիթեղԷլեկտրաքիմիական սարքավորումներում, ինչպիսիք են վառելիքային բջիջները և էլեկտրոլիզատորները, որոնք սովորաբար պատրաստված են բարձր մաքրության գրաֆիտային նյութերից, օգտագործվող հիմնական բաղադրիչ է: Այն կարևոր դեր է խաղում էլեկտրաքիմիական ռեակցիաներում, հիմնականում օգտագործվում է հոսանք անցկացնելու, ռեակցիայի գազերը (օրինակ՝ ջրածին և թթվածին) բաշխելու և ռեակցիայի տարածքները առանձնացնելու համար: Քանի որ դրա երկու կողմերը շփվում են հարակից առանձին բջիջների անոդի և կաթոդի հետ՝ ձևավորելով «երկբևեռ» կառուցվածք (մեկ կողմը անոդի հոսքի դաշտն է, իսկ մյուս կողմը՝ կաթոդի հոսքի դաշտը), այն կոչվում է երկբևեռ թիթեղ:

Գրաֆիտային երկբևեռ թիթեղի կառուցվածքը

Գրաֆիտային երկբևեռ թիթեղները սովորաբար բաղկացած են հետևյալ մասերից.
1. Հոսքի դաշտԵրկբևեռ թիթեղի մակերեսը նախագծված է բարդ հոսքի դաշտի կառուցվածքով՝ ռեակցիայի գազը (օրինակ՝ ջրածին, թթվածին կամ օդ) հավասարաչափ բաշխելու և առաջացած ջուրը դուրս մղելու համար։

2. Հաղորդիչ շերտԳրաֆիտային նյութն ինքնին ունի լավ հաղորդունակություն և կարող է արդյունավետորեն անցկացնել հոսանքը։

3. Կնքման տարածքԵրկբևեռ թիթեղների եզրերը սովորաբար նախագծված են կնքող կառուցվածքներով՝ գազի արտահոսքը և հեղուկի ներթափանցումը կանխելու համար։

4. Սառեցման ալիքներ (ըստ ցանկության)Որոշ բարձր արդյունավետությամբ կիրառություններում, երկբևեռ թիթեղների ներսում կարող են նախագծվել սառեցման ալիքներ՝ սարքավորումների աշխատանքային ջերմաստիճանը կարգավորելու համար։

Գրաֆիտային երկբևեռ թիթեղների գործառույթները

1. Հաղորդիչ ֆունկցիա.

Որպես էլեկտրաքիմիական սարքավորումների էլեկտրոդ, երկբևեռ թիթեղը պատասխանատու է հոսանքի հավաքման և անցկացման համար՝ էլեկտրական էներգիայի արդյունավետ արտադրությունն ապահովելու համար։
2. Գազի բաշխում.

Հոսքային խողովակի նախագծման շնորհիվ երկբևեռ թիթեղը հավասարաչափ բաշխում է ռեակցիայի գազը կատալիզատորի շերտին՝ խթանելով էլեկտրաքիմիական ռեակցիան։
3. Ռեակցիայի գոտիների բաժանում.

Վառելիքային բջիջում կամ էլեկտրոլիզատորում երկբևեռ թիթեղները բաժանում են անոդի և կաթոդի տարածքները՝ կանխելով գազերի խառնումը։
4. Ջերմության հեռացում և ջրահեռացում.

Երկբևեռ թիթեղները օգնում են կարգավորել սարքավորումների աշխատանքային ջերմաստիճանը և արտանետել ջուրը կամ ռեակցիայի արդյունքում առաջացած այլ ենթամթերքները։
5. Մեխանիկական հենարան։

Երկբևեռ թիթեղները կառուցվածքային հենարան են ապահովում թաղանթային էլեկտրոդի համար՝ ապահովելով սարքավորումների կայունությունն ու ամրությունը։

Ինչո՞ւ ընտրել գրաֆիտը որպես երկբևեռ թիթեղի նյութ։

Գրաֆիտային երկբևեռ թիթեղների նյութական հատկությունները
●Բարձր հաղորդունակություն.

Գրաֆիտի ծավալային դիմադրությունը ցածր է՝ 10-15 μΩ·սմ (ավելի լավ է, քան 100-200 μΩ·սմ)մետաղական երկբևեռ ափսե)

●Կոռոզիայի դիմադրություն.

Վառելիքային բջիջների թթվային միջավայրում (pH 2-3) գրեթե կոռոզիա չի ենթարկվում, իսկ ծառայության ժամկետը կարող է հասնել ավելի քան 20,000 ժամի։

●Թեթև:

Խտությունը մոտ 1.8 գ/սմ3 է (7-8 գ/սմ3 մետաղական երկբևեռ թիթեղի համար), ինչը օգտակար է տրանսպորտային միջոցներում քաշը նվազեցնելու համար։

●Գազային արգելքի հատկությունը.

Գրաֆիտի խիտ կառուցվածքը կարող է արդյունավետորեն կանխել ջրածնի ներթափանցումը և ունի բարձր անվտանգություն։

●Հեշտ մշակում.

Գրաֆիտային նյութը հեշտ է մշակել և կարող է հարմարեցնել բարդ հոսքի խողովակների դիզայնը և չափերը՝ ըստ կարիքների։

Ինչպե՞ս են արտադրվում գրաֆիտային երկբևեռ թիթեղները։

Արտադրական գործընթացըգրաֆիտային երկբևեռ թիթեղներառում է հետևյալը՝
●Հումքի պատրաստում.

Օգտագործեք բարձր մաքրության (>99.9%) բնական գրաֆիտ կամ արհեստական ​​գրաֆիտի փոշի։

Մեխանիկական ամրությունը բարձրացնելու համար որպես կապակցանյութ ավելացրեք խեժ (օրինակ՝ ֆենոլային խեժ):

●Սեղմման ձուլվածք.

Խառը նյութը ներարկվում է կաղապարի մեջ և սեղմվում բարձր ջերմաստիճանի (200-300℃) և բարձր ճնշման (>100 ՄՊա) տակ։

●Գրաֆիտացման մշակում.

Իներտ մթնոլորտում մինչև 2500-3000℃ տաքացնելը հանգեցնում է ոչ ածխածնային տարրերի գոլորշիացմանը և խիտ գրաֆիտային կառուցվածքի առաջացմանը։

●Վազորդի մշակում.

Օգտագործեք CNC մեքենաներ կամ լազերներ՝ օձաձև, զուգահեռ կամ միահյուսված ալիքներ փորելու համար (խորությունը 0.5-1 մմ):

●Մակերեսային մշակում՝

Խեժով կամ մետաղով (օրինակ՝ ոսկի, տիտան) ծածկույթով ներծծումը նվազեցնում է շփման դիմադրությունը և բարելավում մաշվածության դիմադրությունը։

Որո՞նք են գրաֆիտային երկբևեռ թիթեղների կիրառությունները։

1. Վառելիքային բջիջ։

- Պրոտոնային փոխանակման թաղանթային վառելիքային բջիջ (PEMFC)

- Պինդ օքսիդային վառելիքային բջիջ (SOFC)

- Ուղղակի մեթանոլային վառելիքային բջիջ (DMFC)

2. Էլեկտրոլիզատոր:

- Ջրածնի արտադրություն ջրի էլեկտրոլիզի միջոցով

- Քլոր-ալկալային արդյունաբերություն

3. Էներգիայի կուտակման համակարգ.

- Հոսքային մարտկոց

4. Քիմիական արդյունաբերություն։

- Էլեկտրաքիմիական ռեակտոր

5. Լաբորատոր հետազոտություններ.

- Վառելիքային բջիջների և էլեկտրոլիզատորների նախատիպերի մշակում և փորձարկում

Ամփոփել

Գրաֆիտային երկբևեռ թիթեղներԷլեկտրաքիմիական սարքավորումների, ինչպիսիք են վառելիքային բջիջները և էլեկտրոլիզատորները, հիմնական բաղադրիչներ են և ունեն բազմաթիվ գործառույթներ, ինչպիսիք են՝ հաղորդականությունը, գազի բաշխումը և ռեակցիայի գոտիների բաժանումը: Մաքուր էներգիայի տեխնոլոգիաների զարգացման հետ մեկտեղ, գրաֆիտային երկբևեռ թիթեղները ավելի ու ավելի հաճախ են օգտագործվում նոր էներգետիկ տրանսպորտային միջոցներում, էներգիայի կուտակման համակարգերում, քիմիական ջրածնի արտադրության մեջ և այլ ոլորտներում: