La piastra bipolare è il componente principale del reattore, e ha un grande impatto sulle sue prestazioni e sui costi. Attualmente, le piastre bipolari si dividono principalmente in piastre di grafite, piastre composite e piastre metalliche a seconda del materiale.
La piastra bipolare è una delle componenti principali delle celle a combustibile PEMFC; il suo ruolo principale è quello di trasportare il gas attraverso il flusso superficiale, raccogliere e condurre la corrente, il calore e l'acqua generati dalla reazione. A seconda del tipo di materiale, il peso dello stack di celle a combustibile PEMFC rappresenta circa il 60-80% del totale, mentre il costo ne costituisce circa il 30%. In base ai requisiti funzionali della piastra bipolare e considerando l'ambiente acido in cui avviene la reazione elettrochimica nelle celle a combustibile PEMFC, la piastra bipolare deve possedere elevati requisiti in termini di conduttività elettrica, tenuta all'aria, proprietà meccaniche, resistenza alla corrosione, ecc.
La doppia piastra, in base ai materiali, si divide principalmente in tre categorie: piastra di grafite, piastra composita e piastra metallica. La doppia piastra di grafite è attualmente la più comunemente utilizzata nelle celle a combustibile PEMFC nazionali. Presenta conduttività elettrica, conduttività termica, buona stabilità e resistenza alla corrosione, ma possiede proprietà meccaniche relativamente scarse, è fragile e le difficoltà di lavorazione comportano costi elevati, un problema che affligge molti produttori.
Grafitepiastra bipolareintroduzione:
Le piastre bipolari in grafite presentano una buona conduttività elettrica, termica e resistenza alla corrosione, e sono le piastre bipolari più comunemente utilizzate nei sistemi PEMFCS. Tuttavia, i loro svantaggi sono altrettanto evidenti: la temperatura di grafitizzazione delle piastre in grafite è solitamente superiore a 2500 °C, il che richiede una procedura di riscaldamento rigorosa e tempi lunghi; il processo di lavorazione è lento, il ciclo è lungo e richiede un'elevata precisione della macchina, con conseguente aumento del costo delle piastre in grafite; la grafite è fragile, quindi le piastre finite devono essere maneggiate con cura e l'assemblaggio è complesso; la grafite è porosa, pertanto le piastre devono avere uno spessore di alcuni millimetri per consentire la separazione dei gas, con conseguente minore densità del materiale stesso, ma un prodotto finito più pesante.
Preparazione della grafitepiastra bipolare:
Il toner o la polvere di grafite vengono miscelati con resina grafitizzata, pressati e grafitizzati ad alta temperatura (solitamente tra 2200 e 2800 °C) in atmosfera riducente o sotto vuoto. Successivamente, la piastra di grafite viene impregnata per sigillare il foro e quindi una macchina a controllo numerico viene utilizzata per realizzare il passaggio del gas richiesto sulla sua superficie. LA GRAFITIZZAZIONE AD ALTA TEMPERATURA E LA LAVORAZIONE MECCANICA DEI CANALI DEL GAS SONO LE PRINCIPALI RAGIONI DELL'ELEVATO COSTO DELLE PIASTRE BIPOLARI, CON LA LAVORAZIONE MECCANICA CHE RAPPRESENTA QUASI IL 60% DEL COSTO TOTALE DELLA CELLA A COMBUSTIBILE.
Piastra bipolareè uno dei componenti fondamentali dello stack di celle a combustibile. Le sue funzioni principali sono le seguenti:
1、Connessione a batteria singola
2. Fornire carburante (H2) e aria (O2)
3、Raccolta e conduzione di corrente
4、Supporta lo stack e MEA
5、Per rimuovere il calore generato dalla reazione
6. Scolare l'acqua prodotta nella reazione
Data di pubblicazione: 29 luglio 2022