Pjanċa bipolari tal-grafitahuwa komponent ewlieni użat f'tagħmir elettrokimiku bħal ċelloli tal-fjuwil u elettrolizzaturi, ġeneralment magħmul minn materjali tal-grafita ta' purità għolja. Għandu rwol vitali fir-reazzjonijiet elettrokimiċi, prinċipalment użat biex jikkonduċi l-kurrent, jiddistribwixxi gassijiet ta' reazzjoni (bħall-idroġenu u l-ossiġnu), u jissepara żoni ta' reazzjoni. Minħabba li ż-żewġ naħat tiegħu jikkuntattjaw l-anodu u l-katodu ta' ċelloli singoli biswit xulxin, u jiffurmaw struttura "bipolari" (naħa waħda hija l-kamp tal-fluss tal-anodu u n-naħa l-oħra hija l-kamp tal-fluss tal-katodu), jissejjaħ pjanċa bipolari.
L-istruttura tal-pjanċa bipolari tal-grafita
Il-pjanċi bipolari tal-grafita ġeneralment jikkonsistu mill-partijiet li ġejjin:
1. Qasam tal-FlussIl-wiċċ tal-pjanċa bipolari huwa ddisinjat bi struttura kumplessa ta' kamp ta' fluss biex iqassam b'mod uniformi l-gass tar-reazzjoni (bħall-idroġenu, l-ossiġnu jew l-arja) u jarmi l-ilma ġġenerat.
2. Saff konduttivIl-materjal tal-grafita nnifsu għandu konduttività tajba u jista' jikkonduċi l-kurrent b'mod effiċjenti.
3. Żona tas-siġillarIt-truf tal-pjanċi bipolari ġeneralment ikunu ddisinjati bi strutturi tas-siġillar biex jipprevjenu t-tnixxija tal-gass u l-penetrazzjoni tal-likwidu.
4. Kanali tat-tkessiħ (mhux obbligatorju)F'xi applikazzjonijiet ta' prestazzjoni għolja, jistgħu jiġu ddisinjati kanali tat-tkessiħ ġewwa l-pjanċi bipolari biex jirregolaw it-temperatura operattiva tat-tagħmir.
Funzjonijiet ta' pjanċi bipolari tal-grafita
1. Funzjoni konduttiva:
Bħala l-elettrodu tat-tagħmir elettrokimiku, il-pjanċa bipolari hija responsabbli għall-ġbir u t-twettiq tal-kurrent biex tiżgura output effiċjenti tal-enerġija elettrika.
2. Distribuzzjoni tal-gass:
Permezz tad-disinn tal-kanal tal-fluss, il-pjanċa bipolari tqassam b'mod uniformi l-gass tar-reazzjoni lis-saff tal-katalist, u tippromwovi r-reazzjoni elettrokimika.
3. Separazzjoni taż-żoni ta' reazzjoni:
F'ċella tal-fjuwil jew elettrolizzatur, pjanċi bipolari jisseparaw iż-żoni tal-anodu u l-katodu, u jipprevjenu li l-gassijiet jitħalltu.
4. Dissipazzjoni tas-sħana u drenaġġ:
Pjanċi bipolari jgħinu biex jirregolaw it-temperatura operattiva tat-tagħmir u jarmu l-ilma jew prodotti sekondarji oħra ġġenerati mir-reazzjoni.
5. Appoġġ mekkaniku:
Pjanċi bipolari jipprovdu appoġġ strutturali għall-elettrodu tal-membrana, u jiżguraw l-istabbiltà u d-durabbiltà tat-tagħmir.
Għaliex tagħżel il-grafita bħala materjal tal-pjanċa bipolari?
Proprjetajiet materjali ta' pjanċi bipolari tal-grafita
●Konduttività għolja:
Ir-reżistività tal-massa tal-grafita hija baxxa daqs 10-15μΩ.cm (aħjar minn 100-200 μΩ·cm ta'pjanċa bipolari tal-metall).
●Reżistenza għall-korrużjoni:
Kważi l-ebda korrużjoni fl-ambjent aċiduż taċ-ċelloli tal-fjuwil (pH 2-3), u l-ħajja tas-servizz tista' tilħaq aktar minn 20,000 siegħa.
●Ħfief:
Id-densità hija madwar 1.8 g/cm3 (7-8 g/cm3 għal pjanċa bipolari tal-metall), li hija ta' benefiċċju għat-tnaqqis tal-piż fl-applikazzjonijiet tal-vetturi.
●Proprjetà tal-barriera tal-gass:
L-istruttura densa tal-grafita tista' tipprevjeni b'mod effettiv il-penetrazzjoni tal-idroġenu u għandha sigurtà għolja.
●Ipproċessar faċli:
Il-materjal tal-grafita huwa faċli biex jiġi pproċessat u jista' jippersonalizza disinji u daqsijiet kumplessi tal-kanali tal-fluss skont il-bżonnijiet.
Kif jiġu manifatturati l-pjanċi bipolari tal-grafita?
Il-proċess tal-produzzjoni ta'pjanċa bipolari tal-grafitajinkludi dan li ġej:
●Tħejjija tal-materja prima:
Uża grafit naturali ta' purità għolja (>99.9%) jew trab tal-grafita artifiċjali.
Żid reżina (bħal reżina fenolika) bħala sustanza li tgħaqqad biex ittejjeb is-saħħa mekkanika.
●Molding bil-Kompressjoni:
Il-materjal imħallat jiġi injettat f'moffa u ppressat taħt temperatura għolja (200-300℃) u pressjoni għolja (>100 MPa).
●Trattament ta' grafitizzazzjoni:
It-tisħin għal 2500-3000℃ f'atmosfera inerti jikkawża li l-elementi mhux tal-karbonju jivvolatilizzaw u jiffurmaw struttura densa tal-grafita.
●Ipproċessar tar-runner:
Uża magni CNC jew lejżers biex taqta’ kanali serpentini, paralleli jew interdiġitati (fond 0.5-1 mm).
●Trattament tal-wiċċ:
L-impregnazzjoni b'reżina jew kisi tal-metall (bħal deheb, titanju) tnaqqas ir-reżistenza għall-kuntatt u ttejjeb ir-reżistenza għall-użu.
X'inhuma l-applikazzjonijiet tal-pjanċi bipolari tal-grafita?
1. Ċellula tal-Fjuwil:
- Ċellula tal-fjuwil b'membrana ta' skambju ta' protoni (PEMFC)
- Ċellula tal-Fjuwil tal-Ossidu Solidu (SOFC)
- Ċellula tal-Fjuwil tal-Metanol Dirett (DMFC)
2. Elettrolizzatur:
- Produzzjoni ta' idroġenu permezz ta' elettroliżi tal-ilma
- L-industrija tal-klor-alkali
3. Sistema ta' ħażna tal-enerġija:
- Batterija tal-fluss
4. Industrija Kimika:
- Reattur Elettrokimiku
5. Riċerka fil-laboratorju:
- Żvilupp u ttestjar ta' prototipi ta' ċelloli tal-fjuwil u elettrolizzaturi
Sommarizza
Pjanċi bipolari tal-grafitahuma komponenti ewlenin ta' tagħmir elettrokimiku bħal ċelloli tal-fjuwil u elettrolizzaturi, u għandhom funzjonijiet multipli bħall-konduttività, id-distribuzzjoni tal-gass, u s-separazzjoni taż-żoni ta' reazzjoni. Bl-iżvilupp tat-teknoloġija tal-enerġija nadifa, il-pjanċi bipolari tal-grafita qed jintużaw dejjem aktar f'vetturi tal-enerġija ġodda, sistemi tal-ħażna tal-enerġija, produzzjoni kimika tal-idroġenu u oqsma oħra.
Ħin tal-posta: 31 ta' Marzu 2025