A placa bipolar é o componente central do reator, tendo um grande impacto no seu desempenho e custo. Atualmente, as placas bipolares são classificadas principalmente em placas de grafite, placas compostas e placas metálicas, de acordo com o material.
A placa bipolar é um dos componentes principais da PEMFC (célula a combustível de membrana de troca de prótons), sendo sua principal função transportar gás através do campo de fluxo superficial, coletar e conduzir a corrente, o calor e a água gerados pela reação. Dependendo do tipo de material, o peso da pilha de PEMFCs representa cerca de 60% a 80% do total, enquanto o custo corresponde a aproximadamente 30%. De acordo com os requisitos funcionais da placa bipolar e considerando o ambiente ácido da reação eletroquímica da PEMFC, esta deve apresentar altos padrões de condutividade elétrica, estanqueidade ao ar, propriedades mecânicas e resistência à corrosão.
De acordo com os materiais, as placas duplas são divididas principalmente em três categorias: placas de grafite, placas compostas e placas metálicas. As placas duplas de grafite são as mais utilizadas atualmente no mercado nacional de PEMFC (Células a Combustível de Membrana de Troca de Massa). Elas apresentam boa condutividade elétrica, condutividade térmica, estabilidade e resistência à corrosão, entre outras características, porém, suas propriedades mecânicas são relativamente inferiores, além de serem quebradiças e difíceis de usinar, o que resulta em custos elevados e representa um problema para muitos fabricantes.
Grafiteplaca bipolarintrodução:
As placas bipolares de grafite possuem boa condutividade elétrica, condutividade térmica e resistência à corrosão, sendo as mais utilizadas em sistemas PEMFCS. No entanto, suas desvantagens também são evidentes: a temperatura de grafitização da placa de grafite geralmente ultrapassa 2500 °C, exigindo um procedimento de aquecimento rigoroso e demorado; o processo de usinagem é lento, com ciclos longos e alta precisão, resultando em um custo elevado; a grafite é frágil, exigindo manuseio cuidadoso e montagem complexa; por ser porosa, as placas precisam ter alguns milímetros de espessura para permitir a separação dos gases, o que resulta em menor densidade do material, porém em um produto final mais pesado.
Preparação de grafiteplaca bipolar：
O toner ou pó de grafite é misturado com resina grafitizada, prensado e grafitizado em alta temperatura (geralmente entre 2200 e 2800 °C) em atmosfera redutora ou sob vácuo. Em seguida, a placa de grafite é impregnada para selar o orifício e, então, utiliza-se uma máquina de controle numérico para usinar a passagem de gás necessária em sua superfície. A GRAFITIZAÇÃO EM ALTA TEMPERATURA E A USINAGEM DOS CANAIS DE GÁS SÃO OS PRINCIPAIS MOTIVOS PARA O ALTO CUSTO DAS PLACAS BIPOLARES, SENDO A USINAGEM RESPONSÁVEL POR QUASE 60% DO CUSTO TOTAL DA CÉLULA DE COMBUSTÍVEL.
Placa bipolaré um dos componentes mais importantes da pilha de células a combustível. Suas principais funções são as seguintes:
1. Conexão de bateria única
2. Fornecer combustível (H2) e ar (O2)
3. Coleta e condução de corrente
4. Pilha de suporte e MEA
5. Para remover o calor gerado pela reação
6. Escorra a água produzida na reação.
Data da publicação: 29/07/2022