Grafit bipolyar plastinka nima?

Grafit bipolyar plastinkayonilg'i xujayralari va elektrolizatorlar kabi elektrokimyoviy uskunalarda ishlatiladigan asosiy komponent bo'lib, odatda yuqori tozalikdagi grafit materiallaridan tayyorlanadi. U elektrokimyoviy reaksiyalarda muhim rol o'ynaydi, asosan tok o'tkazish, reaksiya gazlarini (masalan, vodorod va kislorod) taqsimlash va reaksiya maydonlarini ajratish uchun ishlatiladi. Uning ikki tomoni qo'shni bitta hujayralarning anodi va katodi bilan aloqa qilib, "bipolyar" struktura hosil qilganligi sababli (bir tomoni anod oqim maydoni, ikkinchi tomoni esa katod oqim maydoni), u bipolyar plastinka deb ataladi.

Grafit bipolyar plastinkasining tuzilishi

Grafit bipolyar plitalari odatda quyidagi qismlardan iborat:
1. Oqim maydoniBipolyar plastinka yuzasi reaksiya gazini (masalan, vodorod, kislorod yoki havo) teng ravishda taqsimlash va hosil bo'lgan suvni chiqarish uchun murakkab oqim maydoni tuzilishi bilan yaratilgan.

2. Supero'tkazuvchilar qatlamGrafit materialining o'zi yaxshi o'tkazuvchanlikka ega va tokni samarali o'tkaza oladi.

3. Muhrlash maydoniBipolyar plitalarning chekkalari odatda gaz oqishini va suyuqlikning kirib kelishini oldini olish uchun muhrlovchi tuzilmalar bilan ishlab chiqilgan.

4. Sovutish kanallari (ixtiyoriy)Ba'zi yuqori samarali dasturlarda, uskunaning ish haroratini tartibga solish uchun bipolyar plitalar ichida sovutish kanallari loyihalashtirilishi mumkin.

Grafit bipolyar plitalarining funktsiyalari

1. Supero'tkazuvchilar funksiyasi:

Elektrokimyoviy uskunalarning elektrodi sifatida, bipolyar plastinka elektr energiyasining samarali chiqishini ta'minlash uchun tokni yig'ish va o'tkazish uchun javobgardir.
2. Gaz taqsimoti:

Oqim kanali dizayni orqali bipolyar plastinka reaksiya gazini katalizator qatlamiga teng ravishda taqsimlaydi va elektrokimyoviy reaksiyani rag'batlantiradi.
3. Reaksiya zonalarini ajratish:

Yoqilg'i xujayrasida yoki elektrolizatorda bipolyar plitalar anod va katod maydonlarini ajratib turadi, bu esa gazlarning aralashishiga yo'l qo'ymaydi.
4. Issiqlik tarqalishi va drenaji:

Bipolyar plitalar uskunaning ish haroratini tartibga solishga va reaksiya natijasida hosil bo'lgan suv yoki boshqa yon mahsulotlarni chiqarishga yordam beradi.
5. Mexanik qo'llab-quvvatlash:

Bipolyar plitalar membrana elektrodini strukturaviy qo'llab-quvvatlaydi, bu esa uskunaning barqarorligi va chidamliligini ta'minlaydi.

Nima uchun bipolyar plastinka materiali sifatida grafitni tanlash kerak?

Grafit bipolyar plitalarining moddiy xususiyatlari
●Yuqori o'tkazuvchanlik:

Grafitning quyma qarshiligi 10-15 μΩ.cm gacha past (100-200 μΩ·cm dan yaxshiroq)metall bipolyar plastinka).

●Korroziyaga chidamlilik:

Yoqilg'i xujayralarining kislotali muhitida (pH 2-3) deyarli korroziya yo'q va xizmat muddati 20 000 soatdan oshishi mumkin.

●Yengil:

Zichlik taxminan 1,8 g/sm3 ni tashkil qiladi (metall bipolyar plastinka uchun 7-8 g/sm3), bu transport vositalarida og'irlikni kamaytirish uchun foydalidir.

●Gaz to'sig'i xususiyati:

Grafitning zich tuzilishi vodorodning kirib kelishini samarali ravishda oldini oladi va yuqori xavfsizlikka ega.

●Oson ishlov berish:

Grafit materialini qayta ishlash oson va murakkab oqim kanallari dizayni va o'lchamlarini ehtiyojlarga muvofiq sozlashi mumkin.

Grafit bipolyar plitalari qanday ishlab chiqariladi?

Ishlab chiqarish jarayonigrafit bipolyar plastinkaquyidagilarni o'z ichiga oladi:
●Xom ashyo tayyorlash:

Yuqori tozalikdagi (>99,9%) tabiiy grafit yoki sun'iy grafit kukunidan foydalaning.

Mexanik mustahkamlikni oshirish uchun bog'lovchi sifatida qatron (masalan, fenolik qatron) qo'shing.

●Siqishni qoliplash:

Aralash material qolipga quyiladi va yuqori harorat (200-300℃) va yuqori bosim (>100 MPa) ostida presslanadi.

●Grafitizatsiya bilan ishlov berish:

Inert atmosferada 2500-3000℃ gacha qizdirish uglerod bo'lmagan elementlarning uchib ketishiga va zich grafit tuzilishini hosil qilishiga olib keladi.

●Yuguruvchini qayta ishlash:

Serpantin, parallel yoki raqamli kanallarni (chuqurligi 0,5-1 mm) o'yib olish uchun CNC mashinalari yoki lazerlardan foydalaning.

●Yuzaki ishlov berish:

Qatron yoki metall (masalan, oltin, titan) qoplamasi bilan singdirish kontakt qarshiligini pasaytiradi va aşınma qarshiligini oshiradi.

Grafit bipolyar plitalarining qo'llanilishi qanday?

1. Yoqilg'i xujayrasi:

- Proton almashinuv membranasi yoqilg'i xujayrasi (PEMFC)

- Qattiq oksidli yoqilg'i xujayrasi (SOFC)

- To'g'ridan-to'g'ri metanol yoqilg'i xujayrasi (DMFC)

2. Elektrolizator:

- Suv elektrolizi orqali vodorod ishlab chiqarish

- Xlor-ishqor sanoati

3. Energiyani saqlash tizimi:

- Oqim batareyasi

4. Kimyo sanoati:

- Elektrokimyoviy reaktor

5. Laboratoriya tadqiqotlari:

- Yoqilg'i xujayralari va elektrolizatorlarning prototiplarini ishlab chiqish va sinovdan o'tkazish

Xulosa qilish

Grafit bipolyar plitalariyonilg'i xujayralari va elektrolizatorlar kabi elektrokimyoviy uskunalarning asosiy komponentlari bo'lib, o'tkazuvchanlik, gaz taqsimlash va reaksiya maydonlarini ajratish kabi ko'p funktsiyalarga ega. Toza energiya texnologiyasining rivojlanishi bilan grafit bipolyar plitalari yangi energiya vositalarida, energiya saqlash tizimlarida, kimyoviy vodorod ishlab chiqarishda va boshqa sohalarda tobora ko'proq qo'llanilmoqda.