バイポーラプレートはリアクターの中核部品であり、リアクターの性能とコストに大きな影響を与えます。現在、バイポーラプレートは材質によって主にグラファイトプレート、複合プレート、金属プレートに分類されます。
バイポーラプレートはPEMFCの中核部品の一つであり、その主な役割は表面流路を通してガスを輸送し、反応によって発生した電流、熱、水を収集・伝導することです。材料の種類によって異なりますが、PEMFCスタックの重量は約60～80%、コストは約30%です。バイポーラプレートの機能要件と、PEMFCの酸性電気化学反応環境を考慮すると、バイポーラプレートには導電性、気密性、機械特性、耐腐食性など、高い要件が求められます。
二重プレートは、材質によって主にグラファイトプレート、複合プレート、金属プレートの3つのカテゴリに分類されます。グラファイト二重プレートは現在国内で最も一般的に使用されているPEMFC二重プレートであり、導電性、熱伝導性、安定性、耐腐食性などの性能が優れていますが、機械的性質が比較的低く、脆く、加工が困難なため、多くのメーカーがコストの高騰の問題に悩まされています。
黒鉛バイポーラプレート導入：
グラファイト製のバイポーラプレートは、導電性、熱伝導性、耐腐食性に優れており、PEMFCSで最も一般的に使用されているバイポーラプレートです。ただし、その欠点も明らかです。グラファイトプレートの黒鉛化温度は通常2500℃を超えており、厳格な加熱手順に従って実行する必要があり、時間がかかります。機械加工プロセスは遅く、サイクルが長く、機械の精度が高いため、グラファイトプレートのコストが高くなります。グラファイトは壊れやすく、完成したプレートは慎重に取り扱う必要があり、組み立てが困難です。グラファイトは多孔質であるため、ガスが分離できるようにプレートを数ミリメートルの厚さにする必要があり、その結果、材料自体の密度は低くなりますが、完成品は重くなります。
グラファイトの準備バイポーラプレート：
トナーまたはグラファイト粉末をグラファイト化樹脂と混合し、プレス成形後、還元雰囲気または真空雰囲気下で高温（通常2200～2800℃）でグラファイト化します。その後、グラファイト板に含浸処理を施して穴を塞ぎ、数値制御加工機を用いて表面に必要なガス流路を加工します。高温でのグラファイト化とガス流路の機械加工は、バイポーラプレートの高コスト化の主な要因であり、機械加工は燃料電池の総コストの約60%を占めています。
バイポーラプレート燃料電池スタックの最も重要なコンポーネントの一つです。主な機能は以下の通りです。
1、単一バッテリー接続
2、燃料（H2）と空気（02）を送り出す
3、電流の集電と伝導
4、サポートスタックとMEA
5、反応によって発生した熱を除去する
6、反応で生成された水を排出する
投稿日時: 2022年7月29日