Биполярная пластина является основным компонентом реактора и оказывает значительное влияние на его характеристики и стоимость. В настоящее время биполярные пластины в основном подразделяются по материалу на графитовые, композитные и металлические.
Биполярная пластина является одной из ключевых частей топливного элемента с протонно-обменной мембраной (PEMFC). Ее основная роль заключается в транспортировке газа через поверхностное поле потока, сборе и отводе тока, тепла и воды, образующихся в результате реакции. В зависимости от типа материала, вес стека PEMFC составляет от 60% до 80%, а стоимость — около 30%. В соответствии с функциональными требованиями к биполярной пластине и с учетом кислой электрохимической среды PEMFC, к ней предъявляются высокие требования по электропроводности, воздухонепроницаемости, механическим свойствам, коррозионной стойкости и т.д.
В зависимости от используемых материалов, двойные пластины в основном делятся на три категории: графитовые, композитные и металлические. Графитовые двойные пластины являются наиболее распространенными в настоящее время в стране. Они обладают высокой электропроводностью, теплопроводностью, стабильностью и коррозионной стойкостью, но имеют относительно плохие механические свойства, хрупкость и сложности обработки, что приводит к высоким затратам, от которых страдают многие производители.
Графитбиполярная пластинавведение:
Биполярные пластины из графита обладают хорошей электропроводностью, теплопроводностью и коррозионной стойкостью и являются наиболее часто используемыми биполярными пластинами в системах управления мембранными разрядами (PEMFCS). Однако у них есть и более очевидные недостатки: температура графитизации графитовой пластины обычно превышает 2500℃, что требует строгого соблюдения процедуры нагрева и длительного времени; процесс обработки медленный, цикл длительный, а точность станка высокая, что приводит к высокой стоимости графитовой пластины; графит хрупкий, готовая пластина требует бережного обращения, сборка затруднена; графит пористый, поэтому пластины должны быть толщиной в несколько миллиметров, чтобы обеспечить разделение газов, что приводит к меньшей плотности самого материала, но и к большему весу готового изделия.
Получение графитабиполярная пластина：
Порошок тонера или графита смешивают с графитизированной смолой, прессуют и графитизируют при высокой температуре (обычно 2200–2800 °C) в восстановительной атмосфере или в вакууме. Затем графитовую пластину пропитывают для герметизации отверстий, после чего на ее поверхности с помощью станка с ЧПУ обрабатывают необходимый газоотвод. Высокотемпературная графитизация и механическая обработка газовых каналов являются основными причинами высокой стоимости биполярных пластин, при этом на механическую обработку приходится почти 60% от общей стоимости топливного элемента.
Биполярная пластинаявляется одним из важнейших компонентов топливного элемента. Его основные функции заключаются в следующем:
1. Подключение одной батареи
2. Подача топлива (H2) и воздуха (O2)
3. Текущий сбор и проведение исследований.
4. Поддержка стека технологий и MEA
5. Для отвода тепла, выделяемого в результате реакции.
6. Слейте воду, образовавшуюся в результате реакции.
Дата публикации: 29 июля 2022 г.