A placa bipolar, também conhecida como placa coletora, é um dos componentes importantes da célula a combustível. Ela possui as seguintes funções e propriedades: separação do combustível e do oxidante, impedindo a penetração de gases; coleta e condução de corrente, apresentando alta condutividade; o canal de fluxo, projetado e processado, distribui o gás uniformemente para a camada de reação do eletrodo, permitindo a reação eletroquímica. Existem diversos processos de laminação para placas bipolares de grafite.
1. Método de laminação de chapas multicamadas:
O processo de trabalho da laminadora contínua multicamadas é o seguinte: a lâmina de madeira é puxada da bobina de enrolamento, e o adesivo em ambos os lados da lâmina é aplicado através do rolo de revestimento. O rolo de enrolamento e a lâmina são combinados para formar uma placa de três camadas de espessura, e o espaço entre os rolos é preenchido com a lâmina até atingir a espessura desejada. Em seguida, a placa é alimentada no aquecedor para aquecimento e secagem. Através do controle de espessura, a lâmina é laminada, ajustando-se a espessura até atingir o tamanho especificado, e então enviada para o dispositivo de torrefação para carbonização. Quando o aglutinante está carbonizado, a placa é finalmente prensada e moldada com um rolo de pressão.
Utilizando o método de laminação contínua, é possível prensar placas flexíveis de grafite com espessura de 0,6 a 2 mm, o que representa uma melhoria em relação à máquina de laminação de camada única. No entanto, devido à espessura da placa, surge também a desvantagem da separação das camadas, o que dificulta o uso. Isso ocorre porque o excesso de gás permanece no meio das camadas durante a prensagem, impedindo a adesão adequada entre elas. A solução para esse problema é solucionar a questão do excesso de gás durante o processo de prensagem.
Na laminação de chapas de camada única, embora a chapa de pressão seja lisa, não é muito espessa. Quando a moldagem é muito espessa, sua uniformidade e densidade tornam-se difíceis de garantir. Para produzir chapas espessas, placas multicamadas são sobrepostas e prensadas para formar placas compostas multicamadas. Um aglutinante é adicionado entre cada duas camadas e, em seguida, a placa é laminada. Após a conformação, o material é aquecido para carbonizar e endurecer o aglutinante. O método de laminação de chapas multicamadas é realizado em uma laminadora contínua multicamadas.
2. Método de laminação contínua de chapas de camada única:
A estrutura do rolo consiste em: (1) funil para grafite de rosca; (2) dispositivo de alimentação por vibração; (3) correia transportadora; (4) quatro rolos de pressão; (5) um par de aquecedores; (6) rolo para controle da espessura da folha; rolos para estampagem ou padronização; (8) e rolo; (9) faca de corte; (10) rolo de produto acabado.
Este método de laminação permite prensar grafite flexível em folhas sem qualquer aglutinante, e todo o processo é realizado em equipamentos especiais equipados com rolos.
Processo de trabalho: grafite de alta pureza entra no dispositivo de alimentação através da tremonha e cai na esteira transportadora. Após a laminação por rolos de pressão, forma-se uma camada de material com determinada espessura. O dispositivo de aquecimento gera calor em alta temperatura para remover o gás residual da camada de material e expandir o grafite ainda não expandido pela última vez. Em seguida, o material inicialmente formado é alimentado no rolo que controla a espessura e é prensado novamente de acordo com as dimensões especificadas, a fim de obter uma placa plana com espessura uniforme e densidade determinada. Finalmente, após o corte com a cortadora, o cilindro acabado é enrolado.
O processo de moldagem por laminação da placa bipolar de grafite foi descrito acima e espero que seja útil. Além disso, os materiais carbonáceos incluem grafite, materiais de carbono moldados e grafite expandido (flexível). As placas bipolares convencionais são feitas de grafite denso e usinadas para criar canais de fluxo de gás. A placa bipolar de grafite possui propriedades químicas estáveis e baixa resistência de contato com a MEA (Módulo de Eletrodo Ressonante).
Data da publicação: 23/10/2023