흑연 양극판이란 무엇입니까?

흑연 양극판연료 전지나 전해조와 같은 전기화학 장비에 사용되는 핵심 부품으로, 일반적으로 고순도 흑연 소재로 제작됩니다. 전기화학 반응에서 중요한 역할을 하며, 주로 전류를 흐르게 하고, 반응 가스(수소와 산소 등)를 분배하고, 반응 영역을 분리하는 데 사용됩니다. 양면이 인접한 단일 셀의 양극과 음극에 접촉하여 "바이폴라" 구조(한 면은 양극 유동장, 다른 면은 음극 유동장)를 형성하기 때문에 바이폴라판이라고 합니다.

흑연 양극판의 구조

흑연 양극판은 일반적으로 다음과 같은 부품으로 구성됩니다.
1. 유동장: 양극판의 표면은 반응가스(수소, 산소, 공기 등)를 균일하게 분배하고 생성된 물을 배출하기 위해 복잡한 유동장 구조로 설계되었습니다.

2. 전도성 층: 흑연 소재 자체는 전도성이 좋아 전류를 효율적으로 전도할 수 있습니다.

3. 밀봉 영역: 양극판의 가장자리는 일반적으로 가스 누출과 액체 침투를 방지하기 위한 밀봉 구조로 설계됩니다.

4. 냉각 채널(선택 사항): 일부 고성능 애플리케이션에서는 장비의 작동 온도를 조절하기 위해 양극판 내부에 냉각 채널을 설계할 수 있습니다.

흑연 양극판의 기능

1. 전도성 기능:

전기화학 장비의 전극으로서, 양극판은 전류를 수집하고 전도하여 전기 에너지의 효율적인 출력을 보장하는 역할을 합니다.
2. 가스 분배:

양극판은 유동 채널 설계를 통해 반응 가스를 촉매층에 고르게 분배하여 전기화학 반응을 촉진합니다.
3. 반응 구역 분리:

연료 전지나 전해조에서는 양극판이 양극과 음극 영역을 분리하여 가스가 섞이는 것을 방지합니다.
4. 열 방출 및 배수:

양극판은 장비의 작동 온도를 조절하고 반응으로 생성된 물이나 기타 부산물을 배출하는 데 도움이 됩니다.
5. 기계적 지지:

양극판은 막 전극에 구조적 지지를 제공하여 장비의 안정성과 내구성을 보장합니다.

양극판 재료로 흑연을 선택하는 이유는 무엇입니까?

흑연 양극판의 재료 특성
●높은 전도성:

흑연의 체적 저항률은 10-15μΩ·cm 정도로 낮습니다(100-200 μΩ·cm보다 우수함).금속 양극판) .

●부식 저항성:

연료전지의 산성 환경(pH 2-3)에서도 부식이 거의 발생하지 않으며, 사용수명은 20,000시간 이상에 달할 수 있습니다.

●가벼움:

밀도는 약 1.8g/cm3(금속 양극판의 경우 7-8g/cm3)으로, 차량 적용 시 무게를 줄이는 데 유익합니다.

●가스 차단성:

흑연의 치밀한 구조는 수소 침투를 효과적으로 방지할 수 있으며 안전성이 높습니다.

●간편한 처리:

흑연 소재는 가공이 쉽고, 복잡한 흐름 채널 설계와 크기를 요구 사항에 맞게 맞춤 제작할 수 있습니다.

흑연 양극판은 어떻게 제조되나요?

생산 과정흑연 양극판다음이 포함됩니다.
●원자재 준비:

고순도(>99.9%) 천연흑연이나 인조흑연분말을 사용하세요.

기계적 강도를 강화하기 위해 수지(페놀 수지 등)를 바인더로 추가합니다.

●압축 성형:

혼합된 재료를 금형에 주입하여 고온(200~300℃) 및 고압(>100 MPa)으로 압축합니다.

●흑연화 처리:

불활성 분위기에서 2500~3000℃로 가열하면 탄소가 아닌 원소가 휘발되어 치밀한 흑연 구조를 형성합니다.

●러너 처리:

CNC 기계나 레이저를 사용하여 뱀 모양, 평행 모양 또는 엇갈린 모양의 채널을 조각합니다(깊이 0.5-1mm).

●표면 처리:

수지나 금속(금, 티타늄 등) 코팅을 함침시키면 접촉 저항이 줄어들고 내마모성이 향상됩니다.

흑연 양극판의 응용 분야는 무엇입니까?

1. 연료 전지:

- 양성자 교환막 연료 전지(PEMFC)

- 고체산화물연료전지(SOFC)

- 직접 메탄올 연료 전지(DMFC)

2. 전해조:

- 물 전기분해를 통한 수소 생산

- 염소-알칼리 산업

3. 에너지 저장 시스템:

- 흐름 전지

4. 화학 산업:

- 전기화학 반응기

5. 실험실 연구:

- 연료전지 및 전해조의 프로토타입 개발 및 테스트

요약하다

흑연 양극판흑연 분리판은 연료 전지 및 전해조와 같은 전기화학 장비의 핵심 부품으로, 전도성, 가스 분배, 반응 영역 분리 등 다양한 기능을 수행합니다. 청정 에너지 기술의 발전과 함께 흑연 분리판은 신에너지 자동차, 에너지 저장 시스템, 화학적 수소 생산 등 다양한 분야에서 점점 더 많이 사용되고 있습니다.