గ్రాఫైట్ బైపోలార్ ప్లేట్ అంటే ఏమిటి?

గ్రాఫైట్ బైపోలార్ ప్లేట్ఇంధన ఘటాలు మరియు ఎలక్ట్రోలైజర్‌ల వంటి ఎలక్ట్రోకెమికల్ పరికరాలలో ఉపయోగించే కీలకమైన భాగం, సాధారణంగా అధిక-స్వచ్ఛత గ్రాఫైట్ పదార్థాలతో తయారు చేయబడుతుంది. ఇది ఎలక్ట్రోకెమికల్ ప్రతిచర్యలలో కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది, ప్రధానంగా విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని నిర్వహించడానికి, ప్రతిచర్య వాయువులను (హైడ్రోజన్ మరియు ఆక్సిజన్ వంటివి) పంపిణీ చేయడానికి మరియు ప్రతిచర్య ప్రాంతాలను వేరు చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు. దాని రెండు వైపులా ప్రక్కనే ఉన్న ఒకే కణాల యానోడ్ మరియు కాథోడ్‌ను సంప్రదిస్తాయి, "బైపోలార్" నిర్మాణాన్ని ఏర్పరుస్తాయి (ఒక వైపు ఆనోడ్ ప్రవాహ క్షేత్రం మరియు మరొక వైపు కాథోడ్ ప్రవాహ క్షేత్రం), దీనిని బైపోలార్ ప్లేట్ అని పిలుస్తారు.

గ్రాఫైట్ బైపోలార్ ప్లేట్ నిర్మాణం

గ్రాఫైట్ బైపోలార్ ప్లేట్లు సాధారణంగా ఈ క్రింది భాగాలను కలిగి ఉంటాయి:
1. ప్రవాహ క్షేత్రం: బైపోలార్ ప్లేట్ యొక్క ఉపరితలం సంక్లిష్టమైన ప్రవాహ క్షేత్ర నిర్మాణంతో రూపొందించబడింది, ఇది ప్రతిచర్య వాయువును (హైడ్రోజన్, ఆక్సిజన్ లేదా గాలి వంటివి) సమానంగా పంపిణీ చేయడానికి మరియు ఉత్పత్తి చేయబడిన నీటిని విడుదల చేస్తుంది.

2. వాహక పొర: గ్రాఫైట్ పదార్థం మంచి వాహకతను కలిగి ఉంటుంది మరియు విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని సమర్థవంతంగా నిర్వహించగలదు.

3. సీలింగ్ ప్రాంతం: బైపోలార్ ప్లేట్ల అంచులు సాధారణంగా గ్యాస్ లీకేజీ మరియు ద్రవ చొచ్చుకుపోకుండా నిరోధించడానికి సీలింగ్ నిర్మాణాలతో రూపొందించబడ్డాయి.

4. శీతలీకరణ ఛానెల్‌లు (ఐచ్ఛికం): కొన్ని అధిక-పనితీరు గల అనువర్తనాల్లో, పరికరాల ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రతను నియంత్రించడానికి బైపోలార్ ప్లేట్ల లోపల శీతలీకరణ ఛానెల్‌లను రూపొందించవచ్చు.

గ్రాఫైట్ బైపోలార్ ప్లేట్ల విధులు

1. వాహక విధి:

ఎలక్ట్రోకెమికల్ పరికరాల ఎలక్ట్రోడ్‌గా, బైపోలార్ ప్లేట్ విద్యుత్ శక్తిని సమర్థవంతంగా ఉత్పత్తి చేయడానికి కరెంట్‌ను సేకరించి నిర్వహించడానికి బాధ్యత వహిస్తుంది.
2. గ్యాస్ పంపిణీ:

ప్రవాహ ఛానల్ డిజైన్ ద్వారా, బైపోలార్ ప్లేట్ ప్రతిచర్య వాయువును ఉత్ప్రేరక పొరకు సమానంగా పంపిణీ చేస్తుంది, ఎలక్ట్రోకెమికల్ ప్రతిచర్యను ప్రోత్సహిస్తుంది.
3. ప్రతిచర్య మండలాలను వేరు చేయడం:

ఇంధన ఘటం లేదా ఎలక్ట్రోలైజర్‌లో, బైపోలార్ ప్లేట్లు ఆనోడ్ మరియు కాథోడ్ ప్రాంతాలను వేరు చేస్తాయి, వాయువులు కలవకుండా నిరోధిస్తాయి.
4. వేడి వెదజల్లడం మరియు పారుదల:

బైపోలార్ ప్లేట్లు పరికరాల ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రతను నియంత్రించడంలో సహాయపడతాయి మరియు ప్రతిచర్య ద్వారా ఉత్పన్నమయ్యే నీరు లేదా ఇతర ఉప ఉత్పత్తులను విడుదల చేస్తాయి.
5. యాంత్రిక మద్దతు:

బైపోలార్ ప్లేట్లు మెమ్బ్రేన్ ఎలక్ట్రోడ్‌క ు నిర్మాణాత్మక మద్దతును అందిస్తాయి, పరికరాల స్థిరత్వం మరియు మన్నికను నిర్ధారిస్తాయి.

బైపోలార్ ప్లేట్ మెటీరియల్‌గా గ్రాఫైట్‌ను ఎందుకు ఎంచుకోవాలి?

గ్రాఫైట్ బైపోలార్ ప్లేట్ల యొక్క పదార్థ లక్షణాలు
●అధిక వాహకత:

గ్రాఫైట్ యొక్క బల్క్ రెసిస్టివిటీ 10-15μΩ.cm వరకు తక్కువగా ఉంటుంది (100-200 μΩ·cm కంటే మెరుగైనది)మెటల్ బైపోలార్ ప్లేట్) .

●తుప్పు నిరోధకత:

ఇంధన కణాల ఆమ్ల వాతావరణంలో (pH 2-3) దాదాపుగా తుప్పు పట్టదు మరియు సేవా జీవితం 20,000 గంటలకు పైగా చేరుకుంటుంది.

●తేలికైనది:

సాంద్రత దాదాపు 1.8 గ్రా/సెం.మీ3 (మెటల్ బైపోలార్ ప్లేట్‌కు 7-8 గ్రా/సెం.మీ3), ఇది వాహన అనువర్తనాల్లో బరువును తగ్గించడానికి ప్రయోజనకరంగా ఉంటుంది.

●గ్యాస్ అవరోధ లక్షణం:

గ్రాఫైట్ యొక్క దట్టమైన నిర్మాణం హైడ్రోజన్ చొచ్చుకుపోవడాన్ని సమర్థవంతంగా నిరోధించగలదు మరియు అధిక భద్రతను కలిగి ఉంటుంది.

●సులభమైన ప్రాసెసింగ్:

గ్రాఫైట్ పదార్థాన్ని ప్రాసెస్ చేయడం సులభం మరియు అవసరాలకు అనుగుణంగా సంక్లిష్టమైన ఫ్లో ఛానల్ డిజైన్‌లు మరియు పరిమాణాలను అనుకూలీకరించవచ్చు.

గ్రాఫైట్ బైపోలార్ ప్లేట్లు ఎలా తయారు చేయబడతాయి?

ఉత్పత్తి ప్రక్రియగ్రాఫైట్ బైపోలార్ ప్లేట్కింది వాటిని కలిగి ఉంటుంది:
●ముడి పదార్థాల తయారీ:

అధిక స్వచ్ఛత (>99.9%) సహజ గ్రాఫైట్ లేదా కృత్రిమ గ్రాఫైట్ పౌడర్‌ను ఉపయోగించండి.

యాంత్రిక బలాన్ని పెంచడానికి రెసిన్ (ఫినోలిక్ రెసిన్ వంటివి) ను బైండర్‌గా జోడించండి.

●కంప్రెషన్ మోల్డింగ్:

మిశ్రమ పదార్థాన్ని ఒక అచ్చులోకి ఇంజెక్ట్ చేసి, అధిక ఉష్ణోగ్రత (200-300℃) మరియు అధిక పీడనం (>100 MPa) కింద నొక్కి ఉంచుతారు.

●గ్రాఫిటైజేషన్ చికిత్స:

జడ వాతావరణంలో 2500-3000℃ వరకు వేడి చేయడం వలన కార్బన్ కాని మూలకాలు ఆవిరైపోయి దట్టమైన గ్రాఫైట్ నిర్మాణాన్ని ఏర్పరుస్తాయి.

●రన్నర్ ప్రాసెసింగ్:

సర్పెంటైన్, సమాంతర లేదా ఇంటర్‌డిజిటేటెడ్ ఛానెల్‌లను (లోతు 0.5-1 మిమీ) చెక్కడానికి CNC యంత్రాలు లేదా లేజర్‌లను ఉపయోగించండి.

●ఉపరితల చికిత్స:

రెసిన్ లేదా లోహం (బంగారం, టైటానియం వంటివి) పూతతో కలిపితే కాంటాక్ట్ రెసిస్టెన్స్ తగ్గుతుంది మరియు వేర్ రెసిస్టెన్స్ మెరుగుపడుతుంది.

గ్రాఫైట్ బైపోలార్ ప్లేట్ల అనువర్తనాలు ఏమిటి?

1. ఇంధన కణం:

- ప్రోటాన్ ఎక్స్ఛేంజ్ మెంబ్రేన్ ఫ్యూయల్ సెల్ (PEMFC)

- సాలిడ్ ఆక్సైడ్ ఫ్యూయల్ సెల్ (SOFC)

- డైరెక్ట్ మిథనాల్ ఫ్యూయల్ సెల్ (DMFC)

2. ఎలక్ట్రోలైజర్:

- నీటి విద్యుద్విశ్లేషణ ద్వారా హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి

- క్లోర్-క్షార పరిశ్రమ

3. శక్తి నిల్వ వ్యవస్థ:

- ఫ్లో బ్యాటరీ

4. రసాయన పరిశ్రమ:

- ఎలక్ట్రోకెమికల్ రియాక్టర్

5. ప్రయోగశాల పరిశోధన:

- ఇంధన ఘటాలు మరియు ఎలక్ట్రోలైజర్‌ల నమూనా అభివృద్ధి మరియు పరీక్ష

సంగ్రహించండి

గ్రాఫైట్ బైపోలార్ ప్లేట్లుఇంధన ఘటాలు మరియు ఎలక్ట్రోలైజర్లు వంటి ఎలక్ట్రోకెమికల్ పరికరాలలో ప్రధాన భాగాలు మరియు వాహకత, గ్యాస్ పంపిణీ మరియు ప్రతిచర్య ప్రాంతాల విభజన వంటి బహుళ విధులను కలిగి ఉంటాయి. క్లీన్ ఎనర్జీ టెక్నాలజీ అభివృద్ధితో, గ్రాఫైట్ బైపోలార్ ప్లేట్లు కొత్త శక్తి వాహనాలు, శక్తి నిల్వ వ్యవస్థలు, రసాయన హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి మరియు ఇతర రంగాలలో ఎక్కువగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి.