De bipolaire plaat is een essentieel onderdeel van de reactor en heeft een grote invloed op de prestaties en de kosten ervan. Momenteel worden bipolaire platen, afhankelijk van het materiaal, hoofdzakelijk onderverdeeld in grafietplaten, composietplaten en metaalplaten.
De bipolaire plaat is een van de kernonderdelen van een PEMFC. De belangrijkste functie ervan is het transporteren van gas door het oppervlaktestroomveld, het opvangen en geleiden van de stroom, warmte en water die tijdens de reactie worden gegenereerd. Afhankelijk van het materiaaltype, vormt de bipolaire plaat ongeveer 60% tot 80% van het gewicht van de PEMFC-stack en ongeveer 30% van de kosten. Gezien de functionele eisen die aan de bipolaire plaat worden gesteld, en rekening houdend met de zure elektrochemische reactieomgeving van een PEMFC, moet deze voldoen aan hoge eisen op het gebied van elektrische geleidbaarheid, luchtdichtheid, mechanische eigenschappen, corrosiebestendigheid, enzovoort.
De dubbele plaat wordt, afhankelijk van het materiaal, hoofdzakelijk in drie categorieën verdeeld: grafietplaat, composietplaat en metaalplaat. Grafietdubbele platen zijn momenteel de meest gebruikte dubbele platen voor PEMFC's in China. Ze hebben een goede elektrische geleidbaarheid, thermische geleidbaarheid, stabiliteit en corrosiebestendigheid, maar relatief slechte mechanische eigenschappen, brosheid en bewerkingsmoeilijkheden, wat leidt tot hoge kosten en problemen voor veel fabrikanten.
Grafietbipolaire plaatinvoering:
Bipolaire platen van grafiet hebben een goede elektrische geleidbaarheid, thermische geleidbaarheid en corrosiebestendigheid en zijn de meest gebruikte bipolaire platen in PEMFCS. De nadelen zijn echter ook duidelijk: de grafietvormingstemperatuur van grafietplaten ligt meestal boven de 2500 °C, wat een strikte verhittingsprocedure vereist en veel tijd in beslag neemt; het bewerkingsproces is traag, de cyclus is lang en de precisie van de machine is hoog, wat resulteert in hoge kosten voor grafietplaten; grafiet is broos, de afgewerkte platen moeten voorzichtig worden behandeld en de montage is lastig; grafiet is poreus, waardoor de platen enkele millimeters dik moeten zijn om gasvorming mogelijk te maken, wat resulteert in een lagere dichtheid van het materiaal zelf, maar een zwaarder eindproduct.
Bereiding van grafietbipolaire plaat:
Het toner- of grafietpoeder wordt gemengd met gegrafiteerde hars, geperst en gegrafiteerd bij hoge temperatuur (meestal 2200-2800 °C) in een reducerende atmosfeer of onder vacuüm. Vervolgens wordt de grafietplaat geïmpregneerd om het gat af te dichten, waarna een CNC-machine de benodigde gasdoorvoer op het oppervlak aanbrengt. Grafitisatie bij hoge temperatuur en het bewerken van de gaskanalen zijn de belangrijkste redenen voor de hoge kosten van bipolaire platen, waarbij de bewerking bijna 60% van de totale brandstofcelkosten uitmaakt.
Bipolaire plaatis een van de meest essentiële onderdelen van de brandstofcelstapel. De belangrijkste functies ervan zijn als volgt:
1. Enkele batterijaansluiting
2. Brandstof (H2) en lucht (O2) leveren
3. Huidige collectie en geleiding
4. Ondersteuning voor stack en MEA
5. Om de door de reactie gegenereerde warmte af te voeren
6. Voer het water af dat tijdens de reactie is ontstaan.
Geplaatst op: 29 juli 2022