แผ่นไบโพลาร์พลังงานไฮโดรเจนและกราไฟท์

ปัจจุบัน ประเทศต่างๆ มากมายทั่วโลกกำลังดำเนินการวิจัยเกี่ยวกับไฮโดรเจนรูปแบบใหม่ โดยต้องเร่งแก้ไขปัญหาทางเทคนิคให้ทัน ด้วยการขยายตัวอย่างต่อเนื่องของขนาดการผลิตพลังงานไฮโดรเจน โครงสร้างพื้นฐานการจัดเก็บและการขนส่ง ทำให้ต้นทุนพลังงานไฮโดรเจนยังมีช่องว่างให้ลดลงอีกมาก การวิจัยแสดงให้เห็นว่าคาดว่าต้นทุนโดยรวมของห่วงโซ่อุตสาหกรรมพลังงานไฮโดรเจนจะลดลงครึ่งหนึ่งภายในปี 2030 ตามรายงานที่เผยแพร่ร่วมกันโดยคณะกรรมการพลังงานไฮโดรเจนระหว่างประเทศและ McKinsey ประเทศและภูมิภาคต่างๆ มากกว่า 30 แห่งได้เผยแพร่แผนงานสำหรับการพัฒนาพลังงานไฮโดรเจน และการลงทุนทั่วโลกในโครงการพลังงานไฮโดรเจนจะสูงถึง 300 พันล้านดอลลาร์สหรัฐภายในปี 2030

เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนประกอบด้วยเซลล์เชื้อเพลิงหลายเซลล์ที่วางซ้อนกันเป็นชุดแผ่นไบโพลาร์และอิเล็กโทรดเมมเบรน MEA ซ้อนทับกันสลับกัน และซีลจะฝังอยู่ระหว่างโมโนเมอร์แต่ละตัว หลังจากถูกกดด้วยแผ่นด้านหน้าและด้านหลังแล้ว พวกมันจะถูกยึดและยึดด้วยสกรูเพื่อสร้างสแต็กเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน

แผ่นไบโพลาร์และอิเล็กโทรดเมมเบรน MEA ซ้อนทับกันสลับกัน และซีลจะฝังอยู่ระหว่างโมโนเมอร์แต่ละตัว หลังจากถูกกดด้วยแผ่นด้านหน้าและด้านหลังแล้ว พวกมันจะถูกยึดและยึดด้วยสกรูเพื่อสร้างสแต็กเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน ในปัจจุบัน การใช้งานจริงคือแผ่นไบโพลาร์ทำจากกราไฟท์เทียมแผ่นไบโพลาร์ที่ทำจากวัสดุประเภทนี้มีคุณสมบัติในการนำไฟฟ้าและทนต่อการกัดกร่อนได้ดี อย่างไรก็ตาม เนื่องจากข้อกำหนดเรื่องความหนาแน่นของอากาศของแผ่นไบโพลาร์ กระบวนการผลิตจึงต้องใช้ขั้นตอนการผลิตต่างๆ มากมาย เช่น การชุบเรซิน การทำให้เป็นคาร์บอน การทำให้เป็นกราไฟต์ และการประมวลผลสนามไหลที่ตามมา ดังนั้นขั้นตอนการผลิตจึงซับซ้อนและต้นทุนสูงมาก จึงกลายเป็นปัจจัยสำคัญที่จำกัดการใช้งานเซลล์เชื้อเพลิง

เยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอนเซลล์เชื้อเพลิง (PEMFC) สามารถแปลงพลังงานเคมีเป็นพลังงานไฟฟ้าได้โดยตรงในลักษณะอุณหภูมิคงที่และไฟฟ้าเคมี ไม่ถูกจำกัดด้วยวงจรคาร์โนต์ มีอัตราการแปลงพลังงานสูง (40% ~ 60%) และสะอาดและปราศจากมลพิษ (ผลิตภัณฑ์ส่วนใหญ่เป็นน้ำ) ถือเป็นระบบจ่ายพลังงานที่มีประสิทธิภาพและสะอาดระบบแรกในศตวรรษที่ 21 เนื่องจากเป็นส่วนประกอบเชื่อมต่อของเซลล์เดี่ยวในกอง PEMFC แผ่นไบโพลาร์จึงทำหน้าที่หลักในการแยกการรวมตัวของก๊าซระหว่างเซลล์ จ่ายเชื้อเพลิงและสารออกซิแดนท์ รองรับอิเล็กโทรดเมมเบรน และเชื่อมต่อเซลล์เดี่ยวในซีรีส์เพื่อสร้างวงจรอิเล็กทรอนิกส์