Grafit bipolyar plastinka nima?

Grafit bipolyar plastinkayonilg'i xujayralari va elektrolizatorlar kabi elektrokimyoviy uskunalarda ishlatiladigan asosiy komponent bo'lib, odatda yuqori toza grafit materiallaridan tayyorlanadi. U elektrokimyoviy reaktsiyalarda muhim rol o'ynaydi, asosan tokni o'tkazish, reaksiya gazlarini (masalan, vodorod va kislorod) taqsimlash va reaktsiya maydonlarini ajratish uchun ishlatiladi. Uning ikki tomoni qo'shni bitta hujayraning anod va katodiga tegib, "bipolyar" tuzilmani hosil qilganligi sababli (bir tomoni anod oqimi maydoni, ikkinchi tomoni esa katod oqimi maydoni), u bipolyar plastinka deb ataladi.

Grafit bipolyar plastinkaning tuzilishi

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

2. Supero'tkazuvchi qatlam: Grafit materialining o'zi yaxshi o'tkazuvchanlikka ega va oqimni samarali o'tkaza oladi.

3. Muhrlash maydoni: Bipolyar plitalarning chekkalari odatda gaz oqishini va suyuqlikning kirib borishini oldini olish uchun muhrlangan tuzilmalar bilan ishlab chiqilgan.

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

Grafitli bipolyar plitalarning vazifalari

1. Supero'tkazuvchi funktsiya:

Elektrokimyoviy uskunaning 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 reaktsiya gazini katalizator qatlamiga teng ravishda taqsimlaydi va elektrokimyoviy reaktsiyani rag'batlantiradi.
3. Reaksiya zonalarini ajratish:

Yoqilg'i xujayrasi yoki elektrolizatorda bipolyar plitalar anod va katod maydonlarini ajratib, gazlarning aralashishiga yo'l qo'ymaydi.
4. Issiqlikning tarqalishi va drenaji:

Bipolyar plitalar uskunaning ish haroratini tartibga solishga yordam beradi va reaktsiya natijasida hosil bo'lgan suv yoki boshqa yon mahsulotlarni chiqaradi.
5. Mexanik yordam:

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

Nima uchun grafitni bipolyar plastinka materiali sifatida tanlaysiz?

Grafit bipolyar plitalarning moddiy xususiyatlari
●Yuqori o'tkazuvchanlik:

Grafitning umumiy qarshiligi 10-15 mk.sm gacha (100-200 mk·sm dan yaxshiroq)metall bipolyar plastinka).

●Korroziyaga qarshilik:

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

●Yengil vazn:

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

●Gaz to'sig'i xususiyati:

Grafitning zich tuzilishi vodorod penetrasyonunu samarali tarzda oldini oladi va yuqori xavfsizlikka ega.

●Oson ishlov berish:

Grafit materialini qayta ishlash oson va ehtiyojlarga qarab murakkab oqim kanali dizaynlari va o'lchamlarini sozlashi mumkin.

Grafit bipolyar plitalar 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 quvvatni oshirish uchun biriktiruvchi sifatida qatron (masalan, fenolik qatron) qo'shing.

●Siqishni shakllantirish:

Aralashtirilgan material qolipga AOK qilinadi va yuqori harorat (200-300 ℃) va yuqori bosim (> 100 MPa) ostida presslanadi.

●Grafitizatsiya bilan davolash:

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

●Yuguruvchini qayta ishlash:

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

●Yuzaki ishlov berish:

Qatronlar yoki metall (oltin, titan kabi) bilan singdirish kontakt qarshiligini pasaytiradi va aşınma qarshiligini yaxshilaydi.

Grafitli bipolyar plitalar qanday qo'llaniladi?

1. Yoqilg'i xujayrasi:

- Proton almashinuvi membranasi yonilg'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:

- Oqimli batareya

4. Kimyo sanoati:

- elektrokimyoviy reaktor

5. Laboratoriya tadqiqotlari:

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

Xulosa qiling

Grafit bipolyar plitalaryonilg'i xujayralari va elektrolizatorlar kabi elektrokimyoviy uskunalarning asosiy komponentlari bo'lib, o'tkazuvchanlik, gaz taqsimoti va reaktsiya maydonlarini ajratish kabi bir nechta funktsiyalarga ega. Toza energiya texnologiyasining rivojlanishi bilan grafit bipolyar plitalar yangi energiya vositalari, energiya saqlash tizimlari, kimyoviy vodorod ishlab chiqarish va boshqa sohalarda tobora ko'proq foydalanilmoqda.