ग्रेफाइट बाइपोलर प्लेट भनेको के हो?

ग्रेफाइट द्विध्रुवी प्लेटयो इन्धन कोषहरू र इलेक्ट्रोलाइजरहरू जस्ता इलेक्ट्रोकेमिकल उपकरणहरूमा प्रयोग हुने एक प्रमुख घटक हो, जुन सामान्यतया उच्च-शुद्धता ग्रेफाइट सामग्रीहरूबाट बनेको हुन्छ। यसले विद्युत रासायनिक प्रतिक्रियाहरूमा महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छ, जुन मुख्यतया विद्युत प्रवाह सञ्चालन गर्न, प्रतिक्रिया ग्यासहरू (जस्तै हाइड्रोजन र अक्सिजन) वितरण गर्न र प्रतिक्रिया क्षेत्रहरू अलग गर्न प्रयोग गरिन्छ। किनभने यसको दुई पक्षहरूले छेउछाउका एकल कोषहरूको एनोड र क्याथोडलाई सम्पर्क गर्छन्, जसले "द्विध्रुवीय" संरचना बनाउँछ (एउटा पक्ष एनोड प्रवाह क्षेत्र हो र अर्को पक्ष क्याथोड प्रवाह क्षेत्र हो), यसलाई द्विध्रुवीय प्लेट भनिन्छ।

ग्रेफाइट द्विध्रुवी प्लेटको संरचना

ग्रेफाइट द्विध्रुवी प्लेटहरूमा सामान्यतया निम्न भागहरू हुन्छन्:
१. प्रवाह क्षेत्र: बाइपोलर प्लेटको सतहलाई प्रतिक्रिया ग्यास (जस्तै हाइड्रोजन, अक्सिजन वा हावा) लाई समान रूपमा वितरण गर्न र उत्पन्न पानी निष्कासन गर्न जटिल प्रवाह क्षेत्र संरचनाको साथ डिजाइन गरिएको छ।

२. प्रवाहकीय तह: ग्रेफाइट सामग्रीमा आफैंमा राम्रो चालकता हुन्छ र यसले कुशलतापूर्वक विद्युत् प्रवाह गर्न सक्छ।

३. सिल गर्ने क्षेत्र: द्विध्रुवी प्लेटहरूको किनारहरू सामान्यतया ग्यास चुहावट र तरल पदार्थ प्रवेश रोक्नको लागि सिलिङ संरचनाहरूसँग डिजाइन गरिएको हुन्छ।

४. शीतलन च्यानलहरू (वैकल्पिक): केही उच्च-प्रदर्शन अनुप्रयोगहरूमा, उपकरणको सञ्चालन तापक्रम नियमन गर्न द्विध्रुवी प्लेटहरू भित्र शीतलन च्यानलहरू डिजाइन गर्न सकिन्छ।

ग्रेफाइट द्विध्रुवी प्लेटहरूको कार्यहरू

१. प्रवाहकीय कार्य:

इलेक्ट्रोकेमिकल उपकरणको इलेक्ट्रोडको रूपमा, द्विध्रुवी प्लेटले विद्युतीय ऊर्जाको कुशल उत्पादन सुनिश्चित गर्न करेन्ट सङ्कलन र सञ्चालन गर्ने जिम्मेवारी लिन्छ।
२. ग्यास वितरण:

प्रवाह च्यानल डिजाइन मार्फत, द्विध्रुवी प्लेटले उत्प्रेरक तहमा प्रतिक्रिया ग्यासलाई समान रूपमा वितरण गर्दछ, जसले गर्दा विद्युत रासायनिक प्रतिक्रिया बढ्छ।
३. प्रतिक्रिया क्षेत्रहरू छुट्याउने:

इन्धन सेल वा इलेक्ट्रोलाइजरमा, द्विध्रुवी प्लेटहरूले एनोड र क्याथोड क्षेत्रहरूलाई अलग गर्छन्, जसले गर्दा ग्यासहरू मिसिनबाट रोकिन्छन्।
४. ताप अपव्यय र निकास:

द्विध्रुवीय प्लेटहरूले उपकरणको सञ्चालन तापक्रमलाई नियमन गर्न र प्रतिक्रियाबाट उत्पन्न हुने पानी वा अन्य उप-उत्पादनहरू निष्कासन गर्न मद्दत गर्छन्।
५. मेकानिकल सपोर्ट:

द्विध्रुवी प्लेटहरूले झिल्ली इलेक्ट्रोडको लागि संरचनात्मक समर्थन प्रदान गर्दछ, जसले उपकरणको स्थिरता र स्थायित्व सुनिश्चित गर्दछ।

द्विध्रुवी प्लेट सामग्रीको रूपमा ग्रेफाइट किन छनौट गर्ने?

ग्रेफाइट द्विध्रुवी प्लेटहरूको भौतिक गुणहरू
●उच्च चालकता:

ग्रेफाइटको थोक प्रतिरोधकता १०-१५μΩ.cm जति कम हुन्छ (१००-२०० μΩ·cm भन्दा राम्रो)धातु द्विध्रुवी प्लेट)।

●जंग प्रतिरोध:

इन्धन कोषहरूको अम्लीय वातावरणमा लगभग कुनै क्षरण हुँदैन (pH २-३), र सेवा जीवन २०,००० घण्टा भन्दा बढी पुग्न सक्छ।

●हल्का वजन:

घनत्व लगभग १.८ ग्राम/सेमी३ (धातुको द्विध्रुवी प्लेटको लागि ७-८ ग्राम/सेमी३) छ, जुन सवारी साधनको प्रयोगमा तौल घटाउन लाभदायक छ।

●ग्यास अवरोध गुण:

ग्रेफाइटको बाक्लो संरचनाले हाइड्रोजन प्रवेशलाई प्रभावकारी रूपमा रोक्न सक्छ र उच्च सुरक्षा छ।

●सजिलो प्रशोधन:

ग्रेफाइट सामग्री प्रशोधन गर्न सजिलो छ र आवश्यकता अनुसार जटिल प्रवाह च्यानल डिजाइन र आकारहरू अनुकूलित गर्न सकिन्छ।

ग्रेफाइट बाइपोलर प्लेटहरू कसरी निर्माण गरिन्छ?

उत्पादन प्रक्रियाग्रेफाइट द्विध्रुवी प्लेटनिम्न समावेश छन्:
●कच्चा पदार्थको तयारी:

उच्च शुद्धता (>९९.९%) प्राकृतिक ग्रेफाइट वा कृत्रिम ग्रेफाइट पाउडर प्रयोग गर्नुहोस्।

यान्त्रिक शक्ति बढाउन बाइन्डरको रूपमा रेजिन (जस्तै फेनोलिक रेजिन) थप्नुहोस्।

●कम्प्रेसन मोल्डिङ:

मिश्रित सामग्रीलाई मोल्डमा इन्जेक्सन गरिन्छ र उच्च तापक्रम (२००-३०० डिग्री सेल्सियस) र उच्च चाप (>१०० MPa) मा थिचिन्छ।

●ग्राफिटाइजेसन उपचार:

निष्क्रिय वायुमण्डलमा २५००-३००० डिग्री सेल्सियससम्म ताप्दा गैर-कार्बन तत्वहरू वाष्पशील हुन्छन् र बाक्लो ग्रेफाइट संरचना बनाउँछन्।

●धावक प्रशोधन:

सर्पेन्टाइन, समानान्तर वा अन्तर-अङ्कित च्यानलहरू (०.५-१ मिमी गहिराइ) काट्न CNC मेसिन वा लेजरहरू प्रयोग गर्नुहोस्।

●सतह उपचार:

राल वा धातु (जस्तै सुन, टाइटेनियम) कोटिंगले गर्भाधान गर्नाले सम्पर्क प्रतिरोध कम हुन्छ र पहिरन प्रतिरोधमा सुधार हुन्छ।

ग्रेफाइट बाइपोलर प्लेटहरूको प्रयोग के हो?

१. इन्धन सेल:

- प्रोटोन एक्सचेन्ज मेम्ब्रेन फ्युल सेल (PEMFC)

- ठोस अक्साइड इन्धन सेल (SOFC)

- प्रत्यक्ष मेथानोल इन्धन सेल (DMFC)

२. इलेक्ट्रोलाइजर:

- पानी इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा हाइड्रोजन उत्पादन

- क्लोर-क्षार उद्योग

३. ऊर्जा भण्डारण प्रणाली:

- फ्लो ब्याट्री

४. रासायनिक उद्योग:

- इलेक्ट्रोकेमिकल रिएक्टर

५. प्रयोगशाला अनुसन्धान:

- इन्धन कोषहरू र इलेक्ट्रोलाइजरहरूको प्रोटोटाइप विकास र परीक्षण

सारांशमा भन्नुपर्दा

ग्रेफाइट द्विध्रुवी प्लेटहरूइन्धन कोषहरू र इलेक्ट्रोलाइजरहरू जस्ता इलेक्ट्रोकेमिकल उपकरणहरूका मुख्य घटकहरू हुन्, र चालकता, ग्यास वितरण, र प्रतिक्रिया क्षेत्रहरूको पृथकीकरण जस्ता धेरै कार्यहरू छन्। स्वच्छ ऊर्जा प्रविधिको विकाससँगै, ग्रेफाइट द्विध्रुवी प्लेटहरू नयाँ ऊर्जा सवारी साधनहरू, ऊर्जा भण्डारण प्रणालीहरू, रासायनिक हाइड्रोजन उत्पादन र अन्य क्षेत्रहरूमा बढ्दो रूपमा प्रयोग हुँदैछन्।