Quid est lamina bipolaris graphita?

Lamina bipolaris graphitaLamina est pars clavis in apparatibus electrochemicis, ut puta cellis combustibilibus et electrolytoribus, plerumque ex materiis graphitis altae puritatis facta. Munus vitale agit in reactionibus electrochemicis, praecipue ad currentem electricum conducendum, gasa reactionis (ut hydrogenium et oxygenium) distribuenda, et areas reactionis separandas adhibetur. Quia duae partes anodum et cathodum cellularum singularum adiacentium contingunt, structuram "bipolarem" formantes (una pars est campus fluxus anodici et altera pars est campus fluxus cathodici), lamina bipolaris nominatur.

Structura laminae bipolaris graphitae

Laminae bipolares graphitae plerumque ex his partibus constant:
1. Campus FluxusSuperficies laminae bipolaris structura campi fluxus complexa designata est ad gas reactionis (velut hydrogenium, oxygenium, vel aerem) aequaliter distribuendum et aquam generatam exonerandum.

2. Stratum conductivumIpsa materia graphita bonam conductivitatem habet et efficaciter currentem conducere potest.

3. Area obsignationisMargines laminarum bipolarium plerumque cum structuris obturantibus designantur ad effusionem gasorum et penetrationem liquidi prohibendam.

4. Canales refrigerantes (ad libitum)In quibusdam applicationibus magnae efficacitatis, canales refrigerationis intra laminas bipolares designari possunt ad temperaturam operationis apparatus regulandam.

Functiones laminarum bipolarium graphitarum

1. Functio conductiva:

Lamina bipolaris, ut electrodum apparatuum electrochemicorum, colligendi et conducendi currentem electricum munus habet, ut efficax energiae electricae productio fiat.
2. Distributio gasi:

Per designum canalis fluxus, lamina bipolaris gas reactionis aequaliter ad stratum catalysatoris distribuit, reactionem electrochemicam promovens.
3. Separatio zonarum reactionis:

In cella combustibili sive electrolysatore, laminae bipolares areas anodi et cathodi separant, prohibentes gases ne misceantur.
4. Dissipatione et evacuatione caloris:

Laminae bipolares adiuvant ad temperaturam operationis apparatus regulandam et aquam vel alia producta secundaria a reactione generata exonerandam.
5. Auxilium mechanicum:

Laminae bipolares membranae electrodo fulcimentum structurale praebent, stabilitatem et firmitatem apparatus curantes.

Cur graphitum ut materiam laminarum bipolarem eligendum est?

Proprietates materiales laminarum bipolarium graphitarum
●Alta conductivitas:

Resistivitas graphiti in massa tam humilis est quam 10-15μΩ·cm (melior quam 100-200 μΩ·cm)lamina bipolaris metallica) .

●Resistentia corrosionis:

Corrosio in ambitu acido cellarum combustibilium (pH 2-3) fere nulla est, et vita utilis plus quam 20 000 horas pertingere potest.

●Levis:

Densitas est circiter 1.8 g/cm³ (7-8 g/cm³ pro lamina metallica bipolari), quod utile est ad pondus in applicationibus vehiculorum reducendum.

●Proprietas claustri gasi:

Densa structura graphiti penetrationem hydrogenii efficaciter impedire potest et magnam securitatem praebet.

●Facilis processus:

Materia graphita facile tractatur et complexas formas magnitudinesque canalium fluxus pro necessitatibus aptare potest.

Quomodo laminae bipolares graphitae fabricantur?

Processus productionislamina bipolaris graphitahaec comprehendit:
●Praeparatio materiae rudis:

Pulverem graphiti naturalis vel artificialis altae puritatis (>99.9%) adhibe.

Resinam (velut resinam phenolicam) ut glutinum adde ad robur mechanicum augendum.

●Formatio Compressiva:

Materia mixta in formam iniicitur et sub alta temperatura (200-300℃) et alta pressione (>100 MPa) premitur.

●Curatio graphitizationis:

Calefactio ad 2500-3000℃ in atmosphaera inerti elementa non-carbonea volatilizant et densam structuram graphiti formant.

●Processus cursoris:

Machinis CNC vel laseribus utere ad canales serpentinos, parallelos vel interdigitatos (profunditate 0.5-1 mm) exsculpendos.

●Curatio superficiei:

Impregnatio resina vel metallo (ut auro, titanio) resistentiam contactus minuit et resistentiam attritionis auget.

Quae sunt usus laminarum bipolarium graphitarum?

1. Pila Combustibilis:

- Cellula combustibilis membranae commutationis protonicae (PEMFC)

- Cellula Combustibilis Oxidi Solidi (SOFC)

- Cellula Combustibilis Methanoli Directi (DMFC)

2. Electrolysator:

- Productio hydrogenii per electrolysim aquae

- Industria chloro-alcali

3. Systema accumulationis energiae:

- Accumulator fluxus

4. Industria Chemica:

- Reactor Electrochemicus

5. Investigatio laboratorium:

- Prototypum elaborationis et probationis cellarum combustibilium et electrolytorum

Summarizare

Laminae bipolares graphitaeLaminae graphitae bipolares, ut puta cellae combustibilis et electrolytra, partes principales apparatuum electrochemicorum sunt, et functiones multiplices habent, ut conductivitatem, distributionem gasorum, et separationem regionum reactionis. Cum progressu technologiae energiae purae, laminae bipolares graphitae magis magisque in vehiculis novae energiae, systematibus accumulationis energiae, productione hydrogenii chemici, aliisque campis adhibentur.