Графиттик биполярдык плитакөбүнчө жогорку тазалыктагы графит материалдарынан жасалган күйүүчү май клеткалары жана электролизерлер сыяктуу электрохимиялык жабдууларда колдонулган негизги компонент. Ал электрохимиялык реакцияларда маанилүү роль ойнойт, негизинен ток өткөрүү, реакциялык газдарды (мисалы, суутек жана кычкылтек) бөлүштүрүү жана реакция аймактарын бөлүү үчүн колдонулат. Анын эки тарабы чектеш жалгыз клеткалардын аноду жана катоду менен байланышып, “биполярдык” түзүлүштү түзүүчү (бир жагы анод агымынын талаасы, экинчи жагы катод агымынын талаасы) болгондуктан, ал биполярдык плита деп аталат.
Графиттин биполярдык пластинкасынын түзүлүшү
Графиттик биполярдык плиталар, адатта, төмөнкү бөлүктөрдөн турат:
1. Агым талаасы: Биполярдык плитанын бети реакция газын (мисалы, суутек, кычкылтек же аба сыяктуу) бирдей бөлүштүрүү жана пайда болгон сууну агызып чыгаруу үчүн татаал агым талаасынын структурасы менен иштелип чыккан.
2. Өткөргүч катмар: Графит материалынын өзү жакшы өткөрүмдүүлүккө ээ жана токту эффективдүү өткөрө алат.
3. Мөөр басуучу аймак: Биполярдык плиталардын четтери, адатта, газдын агып кетүүсүнө жана суюктуктун өтүшүнө жол бербөө үчүн мөөр түзүлүштөр менен иштелип чыккан.
4. Муздатуу каналдары (милдеттүү эмес): Кээ бир жогорку өндүрүмдүүлүктөгү колдонмолордо муздатуу каналдары биполярдык плиталардын ичинде жабдуулардын иштөө температурасын жөнгө салуу үчүн иштелип чыгышы мүмкүн.
Графиттик биполярдык плиталардын функциялары
1. Өткөргүч функция:
Электр-химиялык жабдуулардын электрод катары, биполярдык плита электр энергиясын натыйжалуу чыгарууну камсыз кылуу үчүн ток чогултуу жана өткөрүү үчүн жооптуу.
2. Газды бөлүштүрүү:
Агым каналынын дизайны аркылуу биполярдык плита реакция газын катализатор катмарына бирдей таратып, электрохимиялык реакцияга көмөктөшөт.
3. Реакция зоналарын бөлүү:
Күйүүчү май клеткасында же электролизерде биполярдык плиталар анод жана катод аймактарын бөлүп, газдардын аралашуусуна жол бербейт.
4. Жылуулуктун таралышы жана дренажы:
Биполярдык плиталар жабдуулардын иштөө температурасын жөнгө салууга жана реакциянын натыйжасында пайда болгон сууну же башка кошумча продуктуларды чыгарууга жардам берет.
5. Механикалык колдоо:
Биполярдык плиталар мембраналык электродду структуралык колдоону камсыз кылып, жабдуулардын туруктуулугун жана туруктуулугун камсыз кылат.
Эмне үчүн графитти биполярдык пластина материалы катары тандаңыз?
Графиттик биполярдык плиталардын материалдык касиеттери
●Жогорку өткөрүмдүүлүк:
Графиттин массалык каршылыгы 10-15μΩ.см (100-200μΩ·см жакшыраак)металл биполярдык плита).
●Коррозияга каршылык:
Күйүүчү май клеткаларынын кычкыл чөйрөсүндө дээрлик эч кандай коррозия жок (рН 2-3), жана кызмат мөөнөтү 20,000 сааттан ашык жетиши мүмкүн.
●Жеңил салмак:
Тыгыздыгы болжол менен 1,8 г/см3 (металл биполярдык пластина үчүн 7-8 г/см3), бул унаа колдонмолорунда салмакты азайтуу үчүн пайдалуу.
●Газ тосмо касиети:
Графиттин жыш түзүлүшү суутектин өтүшүнө натыйжалуу жол бербейт жана жогорку коопсуздукка ээ.
●Оңой иштетүү:
Графит материалды иштетүү оңой жана агым каналынын татаал конструкцияларын жана өлчөмдөрүн муктаждыктарга ылайыкташтыра алат.
Графиттик биполярдык плиталар кантип жасалат?
өндүрүш процессиграфиттик биполярдык плитатөмөнкүлөрдү камтыйт:
●чийки зат даярдоо:
Жогорку тазалыктагы (>99,9%) табигый графит же жасалма графит порошок колдонуңуз.
Механикалык күчтү жогорулатуу үчүн байланыштыргыч катары чайырды (мисалы, фенолдук чайырды) кошуңуз.
●Компрессиялык калыптоо:
Аралаш материал калыпка куюлат жана жогорку температурада (200-300 ℃) жана жогорку басымда (> 100 МПа) басылган.
●Графитизацияны дарылоо:
Инерттик атмосферада 2500-3000 ℃ чейин ысытуу көмүртек эмес элементтердин учуп кетишине жана тыгыз графит структурасын түзүүгө алып келет.
●Runner иштетүү:
Серпентин, параллелдүү же аралык каналдарды (тереңдик 0,5-1 мм) оюп алуу үчүн CNC машиналарын же лазерлерди колдонуңуз.
●Беттик дарылоо:
Чайыр же металл (мисалы, алтын, титан сыяктуу) каптоо менен импрегнациялоо контактка туруктуулукту азайтат жана эскирүү туруктуулугун жакшыртат.
Графиттик биполярдык плиталардын кандай колдонулушу бар?
1. Күйүүчү май клеткасы:
- Протон алмашуу мембраналык отун клеткасы (PEMFC)
- Катуу оксид күйүүчү клетка (SOFC)
- Түздөн-түз метанол отун клеткасы (DMFC)
2. Электролизер:
- Суу электролизинде суутек өндүрүү
- Хлор-щелоч өнөр жайы
3. Энергияны сактоо системасы:
- Батареянын агымы
4. Химия өнөр жайы:
- электрохимиялык реактор
5. Лабораториялык изилдөөлөр:
- күйүүчү май элементтеринин жана электролизерлердин прототибин иштеп чыгуу жана сыноо
Жыйынтыктоо
Графиттик биполярдык плиталаркүйүүчү май клеткалары жана электролизерлер сыяктуу электрохимиялык жабдуулардын негизги компоненттери болуп саналат жана өткөргүчтүк, газ бөлүштүрүү жана реакция аймактарын бөлүү сыяктуу бир нече функцияга ээ. Таза энергия технологиясын өнүктүрүү менен графит биполярдык плиталар жаңы энергия унааларында, энергия сактоо системаларында, химиялык суутек өндүрүүдө жана башка тармактарда көбүрөөк колдонулат.
Посттун убактысы: 31-март-2025