バイポーラプレートは原子炉の中核部品であり、原子炉の性能とコストに大きな影響を与える。現在、バイポーラプレートは材質によって主に黒鉛板、複合板、金属板に分類される。
バイポーラプレートはPEMFCの主要部品の一つであり、その主な役割は表面流場を通してガスを輸送し、反応によって発生する電流、熱、水を収集して伝導することです。材料の種類にもよりますが、PEMFCスタックの重量の約60%～80%、コストの約30%を占めます。バイポーラプレートの機能要件に基づき、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高い電気伝導性、気密性、機械的特性、耐腐食性などが求められます。
二重板は、材料によって主にグラファイト板、複合板、金属板の3種類に分けられます。グラファイト二重板は現在、国内のPEMFC二重板で最も一般的に使用されており、電気伝導性、熱伝導性、安定性、耐食性などの性能に優れていますが、機械的特性が比較的劣り、脆く、加工が困難であるため、多くのメーカーがコストの問題に悩まされています。
黒鉛双極プレート導入：
グラファイト製のバイポーラプレートは、電気伝導性、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。しかし、その欠点もより顕著です。グラファイトプレートの黒鉛化温度は通常2500℃以上であり、厳密な加熱手順に従って行う必要があり、時間も長くなります。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。グラファイトは脆いため、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、プレートはガスを分離できるように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双極プレート：
トナーまたはグラファイト粉末を黒鉛化樹脂と混合し、プレス成形した後、還元雰囲気または真空条件下で高温（通常2200～2800℃）で黒鉛化します。次に、黒鉛板に含浸処理を施して穴を塞ぎ、数値制御機械を使用して表面に所定のガス通路を加工します。高温黒鉛化とガス通路の機械加工は、バイポーラプレートの高コストの主な原因であり、機械加工は燃料電池の総コストのほぼ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構成要素の一つです。その主な機能は以下のとおりです。
1. 単一バッテリー接続
2．燃料（H2）と空気（O2）を供給する
3．電流の収集と伝導
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