ဂရပ်ဖိုက် စိတ်ကြွပန်းကန်ပြားဆိုတာ ဘာလဲ။

ဖိုက်တာ စိတ်ကြွပန်းကန်ပြားလောင်စာဆဲလ်များနှင့် အီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများကဲ့သို့သော လျှပ်စစ်ဓာတုပစ္စည်းများတွင် အသုံးပြုသည့် အဓိကအစိတ်အပိုင်းတစ်ခုဖြစ်ပြီး အများအားဖြင့် သန့်ရှင်းသောဂရပ်ဖိုက်ပစ္စည်းများဖြင့် ပြုလုပ်ထားသည်။ လျှပ်စစ်ဓာတ်ပြုမှုတွင် အဓိကအားဖြင့် လျှပ်စစ်ဓာတ်ပြုမှု၊ တုံ့ပြန်မှုဓာတ်ငွေ့များ (ဟိုက်ဒရိုဂျင်နှင့် အောက်ဆီဂျင်ကဲ့သို့) နှင့် သီးခြားတုံ့ပြန်မှုဧရိယာများကို ဖြန့်ဝေရန် အဓိကအသုံးပြုသည်။ ၎င်း၏နှစ်ဘက်စလုံးသည် ကပ်လျက်ဆဲလ်တစ်ခုတည်း၏ anode နှင့် cathode တို့ကို ဆက်သွယ်ထားသောကြောင့် “bipolar” တည်ဆောက်ပုံ (တစ်ဖက်သည် anode flow field ဖြစ်ပြီး ကျန်တစ်ဖက်သည် cathode flow field) ဖြစ်သောကြောင့် ၎င်းကို bipolar plate ဟုခေါ်သည်။

ဂရပ်ဖိုက်အတက်အကျမြန်သောပန်းကန်၏ဖွဲ့စည်းပုံ

Graphite bipolar plates များတွင် များသောအားဖြင့် အောက်ပါ အစိတ်အပိုင်းများ ပါဝင်သည် ။
1. Flow Field: စိတ်ကြွပန်းကန်ပြား၏ မျက်နှာပြင်ကို ရှုပ်ထွေးသော စီးဆင်းမှုအကွက်ပုံစံဖြင့် ဒီဇိုင်းထုတ်ထားပြီး တုံ့ပြန်မှုဓာတ်ငွေ့ (ဥပမာ ဟိုက်ဒရိုဂျင်၊ အောက်ဆီဂျင် သို့မဟုတ် လေ) တို့ကို အညီအမျှ ခွဲဝေပေးပြီး ထုတ်ပေးသော ရေများကို ထုတ်လွှတ်ပါသည်။

2. Conductive အလွှာ: Graphite ပစ္စည်းကိုယ်တိုင်က ကောင်းမွန်သော လျှပ်ကူးနိုင်စွမ်းရှိပြီး လက်ရှိ ထိထိရောက်ရောက် သယ်ဆောင်နိုင်ပါတယ်။

3. တံဆိပ်ခတ်ဧရိယာ: စိတ်ကြွပန်းကန်ပြားများ၏ အစွန်းများကို ဓာတ်ငွေ့ယိုစိမ့်မှုနှင့် အရည်စိမ့်ဝင်မှုမှ ကာကွယ်ရန် အလုံပိတ်ပုံစံများဖြင့် ဒီဇိုင်းထုတ်ထားသည်။

4. အအေးပေးချန်နယ်များ (ချန်နယ်များ): အချို့သော စွမ်းဆောင်ရည်မြင့် အပလီကေးရှင်းများတွင်၊ စက်၏လည်ပတ်မှုအပူချိန်ကိုထိန်းညှိရန် အအေးခံလမ်းကြောင်းများကို စိတ်ကြွပြားများအတွင်းတွင် ဒီဇိုင်းထုတ်ထားနိုင်သည်။

ဂရပ်ဖိုက် စိတ်ကြွပြားများ၏ လုပ်ဆောင်ချက်များ

1. လျှပ်ကူးနိုင်သောလုပ်ဆောင်ချက်-

လျှပ်စစ်ဓာတုပစ္စည်းကိရိယာများ၏ လျှပ်ကူးပစ္စည်းအနေဖြင့်၊ bipolar plate သည် လျှပ်စစ်စွမ်းအင်၏ ထိရောက်စွာထွက်ရှိမှုကို သေချာစေရန်အတွက် လျှပ်စီးကြောင်းကို စုဆောင်းကာ လုပ်ဆောင်ရန် တာဝန်ရှိသည်။
2. ဓာတ်ငွေ့ဖြန့်ဖြူးရေး-

flow channel ဒီဇိုင်းအားဖြင့်၊ bipolar plate သည် ဓါတ်ငွေ့များကို ဓာတ်ကူပစ္စည်းအလွှာသို့ အညီအမျှ ဖြန့်ဝေပေးကာ electrochemical တုံ့ပြန်မှုကို မြှင့်တင်ပေးပါသည်။
3. တုံ့ပြန်မှုဇုန်များ ခွဲခြားခြင်း-

လောင်စာဆဲလ် သို့မဟုတ် အီလက်ထရောလစ်ဆာတွင်၊ bipolar ပြားများသည် anode နှင့် cathode ဧရိယာများကို ခွဲခြားထားပြီး ဓာတ်ငွေ့များရောနှောခြင်းမှ ကာကွယ်ပေးသည်။
4. အပူရှိန်နှင့် ရေနုတ်ယူခြင်း-

Bipolar ပြားများသည် စက်ပစ္စည်း၏ လည်ပတ်အပူချိန်ကို ထိန်းညှိပေးပြီး တုံ့ပြန်မှုမှ ထုတ်ပေးသော ရေ သို့မဟုတ် အခြား ထုတ်ကုန်များကို ထုတ်လွှတ်သည်။
5. စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ပံ့ပိုးမှု-

Bipolar ပြားများသည် အမြှေးပါးလျှပ်ကူးပစ္စည်းအတွက် ဖွဲ့စည်းတည်ဆောက်ပုံဆိုင်ရာ အထောက်အပံ့ကို ပေးစွမ်းနိုင်ပြီး ပစ္စည်းများ၏ တည်ငြိမ်မှုနှင့် တာရှည်ခံမှုကို အာမခံပါသည်။

ဂရပ်ဖိုက်ကို စိတ်ကြွပန်းကန်ပြားပစ္စည်းအဖြစ် ဘာကြောင့် ရွေးချယ်တာလဲ။

ဂရပ်ဖိုက် စိတ်ကြွပြားများ၏ ပစ္စည်းဂုဏ်သတ္တိများ
●မြင့်မားသော conductivity

ဂရပ်ဖိုက်၏ အမြောက်အများ ခုခံနိုင်စွမ်းသည် 10-15μΩ.cm (100-200 μΩ·cm ထက် ပိုကောင်းသည်သတ္တုစိတ်ကြွပန်းကန်)

●တိုက်စားခံနိုင်ရည်-

လောင်စာဆဲလ်များ၏ အက်စစ်ဓာတ်ပတ်ဝန်းကျင်တွင် သံချေးတက်ခြင်း မရှိသလောက် (pH 2-3) နှင့် ဝန်ဆောင်မှုသက်တမ်းသည် နာရီ 20,000 ကျော်အထိ ရောက်ရှိနိုင်သည်။

●ပေါ့ပါး

သိပ်သည်းဆသည် 1.8 g/cm3 ဖြစ်သည် (7-8 g/cm3 for metal bipolar plate) သည် ယာဉ်အသုံးပြုရာတွင် အလေးချိန်ကို လျှော့ချရန်အတွက် အကျိုးပြုသည်။

●ဓာတ်ငွေ့အတားအဆီးပိုင်ဆိုင်မှု

ဂရပ်ဖိုက်၏သိပ်သည်းသောဖွဲ့စည်းပုံသည် ဟိုက်ဒရိုဂျင်ထိုးဖောက်ဝင်ရောက်မှုကို ထိရောက်စွာတားဆီးနိုင်ပြီး ဘေးကင်းမှုမြင့်မားသည်။

●လွယ်ကူစွာလုပ်ဆောင်ခြင်း-

Graphite ပစ္စည်းသည် လုပ်ဆောင်ရန် လွယ်ကူပြီး ရှုပ်ထွေးသော flow channel ဒီဇိုင်းများနှင့် အရွယ်အစားများကို လိုအပ်ချက်အရ စိတ်ကြိုက်ပြင်ဆင်နိုင်သည်။

ဂရပ်ဖိုက် စိတ်ကြွပြားများကို မည်သို့ထုတ်လုပ်သနည်း။

ထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်ဖိုက်တာ စိတ်ကြွပန်းကန်ပြားအောက်ပါတို့ပါဝင်သည်-
●ကုန်ကြမ်းပြင်ဆင်မှု

မြင့်မားသောသန့်စင်မှု (> 99.9%) သဘာဝဂရပ်ဖိုက် သို့မဟုတ် ဂရပ်ဖိုက်အတုအမှုန့်ကို အသုံးပြုပါ။

စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ခိုင်ခံ့မှုကို မြှင့်တင်ရန် နှောင်ကြိုး (phenolic resin ကဲ့သို့) အစေးထည့်ပါ။

●ဖိအားပုံသွင်းခြင်း-

ရောစပ်ထားသော ပစ္စည်းကို မှိုတစ်ခုထဲသို့ ထိုးသွင်းပြီး မြင့်မားသော အပူချိန် (200-300 ℃) နှင့် ဖိအားမြင့် (> 100 MPa) အောက်တွင် ဖိထားသည်။

●Graphitization ကုသမှု

မသန်စွမ်းလေထုထဲတွင် 2500-3000 ℃အထိ အပူပေးခြင်းသည် ကာဗွန်မဟုတ်သောဒြပ်စင်များကို မငြိမ်မသက်ဖြစ်စေပြီး ထူထပ်သော ဂရပ်ဖိုက်ဖွဲ့စည်းပုံကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။

●အပြေးသမား လုပ်ဆောင်ခြင်း-

serpentine, parallel သို့မဟုတ် interdigitated channels (depth 0.5-1 mm) ကိုထွင်းထုရန် CNC စက်များ သို့မဟုတ် လေဆာများကို အသုံးပြုပါ။

●မျက်နှာပြင်ကုသမှု

အစေး သို့မဟုတ် သတ္တု (ရွှေ၊ တိုက်တေနီယမ် ကဲ့သို့သော) အပေါ်ယံအလွှာဖြင့် ဖုံးအုပ်ထားခြင်းသည် ထိတွေ့မှု ခံနိုင်ရည်ကို လျော့နည်းစေပြီး ဝတ်ဆင်မှု ခံနိုင်ရည်ကို တိုးတက်စေသည်။

ဂရပ်ဖိုက်အတက်အကျအပြားပြားများ၏ အသုံးချပုံများမှာ အဘယ်နည်း။

1. ဆီဆဲလ်-

- ပရိုတွန်လဲလှယ်အမြှေးပါးလောင်စာဆဲလ် (PEMFC)

- Solid Oxide Fuel Cell (SOFC)

- Direct Methanol Fuel Cell (DMFC)

2. Electrolyzer:

- ရေဓာတ်ဖြင့် ဟိုက်ဒရိုဂျင် ထုတ်လုပ်မှု

- Chlor-alkali လုပ်ငန်း

3. စွမ်းအင်သိုလှောင်မှုစနစ်-

- Flow ဘက်ထရီ

4. ဓာတုစက်မှုလုပ်ငန်း-

- လျှပ်စစ်ဓာတ်ပေါင်းဖို

5. ဓာတ်ခွဲခန်းသုတေသန-

- လောင်စာဆဲလ်များနှင့် အီလက်ထရောနစ်ပစ္စည်းများ၏ ရှေ့ပြေးပုံစံ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုနှင့် စမ်းသပ်ခြင်း။

အကျဉ်းချုပ်

ဖိုက်တာ စိတ်ကြွအပြားလောင်စာဆဲလ်များနှင့် အီလက်ထရောနစ်ပစ္စည်းများကဲ့သို့သော လျှပ်စစ်ဓာတုပစ္စည်းကိရိယာများ၏ အဓိကအစိတ်အပိုင်းများဖြစ်ကြပြီး ကူးယူနိုင်မှု၊ ဓာတ်ငွေ့ဖြန့်ဖြူးမှုနှင့် တုံ့ပြန်မှုဧရိယာများကို ပိုင်းခြားခြင်းစသည့် လုပ်ဆောင်ချက်များစွာရှိသည်။ သန့်ရှင်းသော စွမ်းအင်နည်းပညာ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်လာသည်နှင့်အမျှ၊ စွမ်းအင်သုံးကားအသစ်များ၊ စွမ်းအင်သိုလှောင်မှုစနစ်များ၊ ဓာတုဟိုက်ဒရိုဂျင်ထုတ်လုပ်မှုနှင့် အခြားနယ်ပယ်များတွင် ဂရပ်ဖိုက်အတက်အကျအပြားများကို ပိုမိုအသုံးပြုလာကြသည်။