கிராஃபைட் இருமுனைத் தகடு என்றால் என்ன?

கிராஃபைட் இருமுனைத் தகடுஎரிபொருள் செல்கள் மற்றும் மின்னாற்பகுப்பிகள் போன்ற மின்வேதியியல் உபகரணங்களில் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு முக்கிய அங்கமாகும், இது பொதுவாக உயர்-தூய்மை கிராஃபைட் பொருட்களால் ஆனது. இது மின்வேதியியல் எதிர்வினைகளில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது, முக்கியமாக மின்னோட்டத்தை நடத்துவதற்கும், எதிர்வினை வாயுக்களை (ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜன் போன்றவை) விநியோகிப்பதற்கும், எதிர்வினை பகுதிகளை பிரிப்பதற்கும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. அதன் இரு பக்கங்களும் அருகிலுள்ள ஒற்றை செல்களின் நேர்மின்வாயையும் எதிர்மின்வாயையும் தொடர்பு கொண்டு, ஒரு "இருமுனை" அமைப்பை உருவாக்குவதால் (ஒரு பக்கம் நேர்மின்வாயில் ஓட்டப் புலம் மற்றும் மறுபக்கம் எதிர்மின்வாயில் ஓட்டப் புலம்), இது இருமுனைத் தகடு என்று அழைக்கப்படுகிறது.

கிராஃபைட் இருமுனைத் தகட்டின் அமைப்பு

கிராஃபைட் இருமுனை தகடுகள் பொதுவாக பின்வரும் பகுதிகளைக் கொண்டிருக்கும்:
1. ஓட்டப் புலம்: இருமுனைத் தகட்டின் மேற்பரப்பு, எதிர்வினை வாயுவை (ஹைட்ரஜன், ஆக்ஸிஜன் அல்லது காற்று போன்றவை) சமமாக விநியோகித்து, உருவாக்கப்பட்ட நீரை வெளியேற்றும் வகையில் சிக்கலான ஓட்டப் புல அமைப்புடன் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது.

2. கடத்தும் அடுக்கு: கிராஃபைட் பொருள் நல்ல கடத்துத்திறனைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் மின்னோட்டத்தை திறமையாகக் கடத்தும்.

3. சீல் செய்யும் பகுதி: இருமுனைத் தகடுகளின் விளிம்புகள் பொதுவாக வாயு கசிவு மற்றும் திரவ ஊடுருவலைத் தடுக்க சீல் கட்டமைப்புகளுடன் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன.

4. குளிரூட்டும் சேனல்கள் (விரும்பினால்): சில உயர் செயல்திறன் பயன்பாடுகளில், உபகரணங்களின் இயக்க வெப்பநிலையை ஒழுங்குபடுத்த இருமுனைத் தகடுகளுக்குள் குளிரூட்டும் சேனல்கள் வடிவமைக்கப்படலாம்.

கிராஃபைட் இருமுனைத் தகடுகளின் செயல்பாடுகள்

1. கடத்தும் செயல்பாடு:

மின்வேதியியல் உபகரணங்களின் மின்முனையாக, இருமுனைத் தகடு மின்சார ஆற்றலின் திறமையான வெளியீட்டை உறுதி செய்வதற்காக மின்னோட்டத்தைச் சேகரித்து நடத்துவதற்குப் பொறுப்பாகும்.
2. எரிவாயு விநியோகம்:

ஓட்ட சேனல் வடிவமைப்பு மூலம், இருமுனைத் தகடு எதிர்வினை வாயுவை வினையூக்கி அடுக்குக்கு சமமாக விநியோகித்து, மின்வேதியியல் எதிர்வினையை ஊக்குவிக்கிறது.
3. எதிர்வினை மண்டலங்களைப் பிரித்தல்:

ஒரு எரிபொருள் மின்கலம் அல்லது மின்னாற்பகுப்பில், இருமுனைத் தகடுகள் அனோட் மற்றும் கேத்தோடு பகுதிகளைப் பிரித்து, வாயுக்கள் கலப்பதைத் தடுக்கின்றன.
4. வெப்பச் சிதறல் மற்றும் வடிகால்:

இருமுனைத் தகடுகள் உபகரணங்களின் இயக்க வெப்பநிலையை ஒழுங்குபடுத்தவும், எதிர்வினையால் உருவாகும் நீர் அல்லது பிற துணைப் பொருட்களை வெளியேற்றவும் உதவுகின்றன.
5. இயந்திர ஆதரவு:

இருமுனைத் தகடுகள் சவ்வு மின்முனைக்கு கட்டமைப்பு ஆதரவை வழங்குகின்றன, இது உபகரணங்களின் நிலைத்தன்மை மற்றும் நீடித்துழைப்பை உறுதி செய்கிறது.

இருமுனைத் தகடு பொருளாக கிராஃபைட்டை ஏன் தேர்வு செய்ய வேண்டும்?

கிராஃபைட் இருமுனைத் தகடுகளின் பொருள் பண்புகள்
●அதிக கடத்துத்திறன்:

கிராஃபைட்டின் மொத்த மின்தடை 10-15μΩ.cm வரை குறைவாக உள்ளது (100-200 μΩ·cm ஐ விட சிறந்தது)உலோக இருமுனைத் தகடு) .

●அரிப்பு எதிர்ப்பு:

எரிபொருள் மின்கலங்களின் அமில சூழலில் (pH 2-3) கிட்டத்தட்ட அரிப்பு இல்லை, மேலும் சேவை வாழ்க்கை 20,000 மணிநேரங்களுக்கு மேல் அடையலாம்.

●இலகுரக:

அடர்த்தி சுமார் 1.8 கிராம்/செ.மீ3 (உலோக இருமுனைத் தகடுக்கு 7-8 கிராம்/செ.மீ3) ஆகும், இது வாகனப் பயன்பாடுகளில் எடையைக் குறைப்பதற்கு நன்மை பயக்கும்.

●வாயு தடை பண்புகள்:

கிராஃபைட்டின் அடர்த்தியான அமைப்பு ஹைட்ரஜன் ஊடுருவலை திறம்பட தடுக்கிறது மற்றும் அதிக பாதுகாப்பைக் கொண்டுள்ளது.

●எளிதான செயலாக்கம்:

கிராஃபைட் பொருள் செயலாக்க எளிதானது மற்றும் தேவைகளுக்கு ஏற்ப சிக்கலான ஓட்ட சேனல் வடிவமைப்புகள் மற்றும் அளவுகளைத் தனிப்பயனாக்கலாம்.

கிராஃபைட் இருமுனைத் தகடுகள் எவ்வாறு தயாரிக்கப்படுகின்றன?

உற்பத்தி செயல்முறைகிராஃபைட் இருமுனைத் தகடுபின்வருவனவற்றை உள்ளடக்கியது:
●மூலப்பொருள் தயாரிப்பு:

அதிக தூய்மை (>99.9%) இயற்கை கிராஃபைட் அல்லது செயற்கை கிராஃபைட் பொடியைப் பயன்படுத்தவும்.

இயந்திர வலிமையை அதிகரிக்க பிசினை (பீனாலிக் பிசின் போன்றவை) ஒரு பைண்டராகச் சேர்க்கவும்.

●சுருக்க மோல்டிங்:

கலப்புப் பொருள் ஒரு அச்சுக்குள் செலுத்தப்பட்டு அதிக வெப்பநிலை (200-300℃) மற்றும் அதிக அழுத்தத்தில் (>100 MPa) அழுத்தப்படுகிறது.

●கிராஃபிடைசேஷன் சிகிச்சை:

மந்தமான வளிமண்டலத்தில் 2500-3000℃ க்கு வெப்பப்படுத்துவதால் கார்பன் அல்லாத தனிமங்கள் ஆவியாகி அடர்த்தியான கிராஃபைட் அமைப்பை உருவாக்குகின்றன.

●ரன்னர் செயலாக்கம்:

பாம்பு, இணையான அல்லது இடைப்பட்ட சேனல்களை (ஆழம் 0.5-1 மிமீ) செதுக்க CNC இயந்திரங்கள் அல்லது லேசர்களைப் பயன்படுத்தவும்.

●மேற்பரப்பு சிகிச்சை:

பிசின் அல்லது உலோகம் (தங்கம், டைட்டானியம் போன்றவை) பூச்சுடன் செறிவூட்டுவது தொடர்பு எதிர்ப்பைக் குறைத்து தேய்மான எதிர்ப்பை மேம்படுத்துகிறது.

கிராஃபைட் இருமுனைத் தகடுகளின் பயன்பாடுகள் என்ன?

1. எரிபொருள் செல்:

- புரோட்டான் பரிமாற்ற சவ்வு எரிபொருள் செல் (PEMFC)

- திட ஆக்சைடு எரிபொருள் செல் (SOFC)

- நேரடி மெத்தனால் எரிபொருள் செல் (DMFC)

2. மின்னாற்பகுப்பி:

- நீர் மின்னாற்பகுப்பு மூலம் ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி

- குளோர்-காரத் தொழில்

3. ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்பு:

- ஓட்ட பேட்டரி

4. வேதியியல் தொழில்:

- மின்வேதியியல் உலை

5. ஆய்வக ஆராய்ச்சி:

- எரிபொருள் செல்கள் மற்றும் மின்னாற்பகுப்பிகளின் முன்மாதிரி உருவாக்கம் மற்றும் சோதனை.

சுருக்கவும்

கிராஃபைட் இருமுனைத் தகடுகள்எரிபொருள் செல்கள் மற்றும் மின்னாற்பகுப்பிகள் போன்ற மின்வேதியியல் உபகரணங்களின் முக்கிய கூறுகளாகும், மேலும் கடத்துத்திறன், வாயு விநியோகம் மற்றும் எதிர்வினை பகுதிகளைப் பிரித்தல் போன்ற பல செயல்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன. சுத்தமான ஆற்றல் தொழில்நுட்பத்தின் வளர்ச்சியுடன், புதிய ஆற்றல் வாகனங்கள், ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்புகள், இரசாயன ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி மற்றும் பிற துறைகளில் கிராஃபைட் இருமுனை தகடுகள் அதிகளவில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.