Fuel cell bipolar plate na materyales at paghahanda

Ang pag -unlad ngProton Exchange MembraneAng mga cell ng gasolina ay nagpakita ng potensyal nito upang maging isang malinis, mahusay at maaasahang mapagkukunan ng kuryente. Bilang isa sa mga pangunahing sangkap ng PEMFC, ang plate ng bipolar ay may mga pag-andar ng pagbibigay ng mga koneksyon sa koryente, pagdadala ng mga reaksyon ng gas, pag-aalis ng reaksyon ng reaksyon, at pag-alis ng mga produkto. Gayunpaman, ito rin ay isa sa mga pangunahing kadahilanan na naghihigpit sa gastos ng PEMFC. Ayon sa iba't ibang mga materyales ng mga plate na bipolar, maaari silang mahati sa mga plate na metal bipolar,Mga plate na bipolar ng grapikoat composite bipolar plate. Sinusuri ng artikulong ito ang mga materyales sa plate ng bipolar at ang kanilang mga proseso ng paghahanda. Kabilang sa mga ito, ang mga plate na metal na bipolar ay nakakaakit ng maraming pansin sa mga aplikasyon ng kotse ng pasahero dahil sa kanilang mahusay na mekanikal at pisikal na mga katangian at malakas na pakinabang ng gastos kumpara sa mga hindi porous grapayt at pinagsama-samang mga materyales. Gayunpaman, ang kanilang proseso ng pagmamanupaktura at paglaban ng kaagnasan ay ang pangunahing pag -aalala sa mga plate na metal bipolar. Sa hinaharap, ang pagbuo ng mga coatings na may mahusay na paglaban sa kaagnasan at conductivity o bagoBipolar PlateAng mga metal na materyales ay lubos na magsusulong ng aplikasyon ng mga PEMFC sa larangan ng mga kotse ng pasahero.

Upang maibsan ang mga problema ng polusyon sa kapaligiran at epekto ng greenhouse na dulot ng pagsunog ng mga fossil fuels, ang pagbuo ng bagong malinis na enerhiya ay agarang kinakailangan. Kabilang sa mga ito, ang enerhiya ng hydrogen ay itinuturing na pinaka -angkop na mapagkukunan ng enerhiya, at ang mga proton exchange membrane fuel cells gamit ang hydrogen energy dahil ang enerhiya ay naging pinaka -potensyal na aparato ng conversion ng enerhiya dahil sa kanilang mga pakinabang ng mataas na kahusayan, zero emissions, at mababang temperatura ng operating. Gayunpaman, dahil sa mga limitasyon sa tibay at gastos ng PEMFC, ang malakihang aplikasyon ng komersyal ay hindi pa nakamit. Ang mga bipolar plate ay isa sa mga pangunahing sangkap sa PEMFC. Sa ilalim ng normal na mga pangyayari, ang mga plate ng bipolar ay nagkakahalaga ng higit sa 80% ng kabuuang masa ng salansan at tungkol sa 30% ng kabuuang gastos, at ang dami ng salansan ay karaniwang sinakop ng mga plate na bipolar.

Ibinubuod ng Vet ang anim na pangunahing pag -andar ngMga plato ng bipolarsa mga istruktura ng cell ng gasolina:

(1) paghiwalayin ang bawat baterya;

(2) gasolina ng reaksyon ng transportasyon;

(3) magbigay ng mga koneksyon sa elektrikal;

(4) Alisin ang mga by-product ng tubig;

(5) Pag -alis ng init ng reaksyon;

(6) Mapagbati ang puwersa ng clamping.

Upang umangkop sa mga pag -andar sa itaas, ang mga tagapagpahiwatig ng katangian ng mga plate ng bipolar noong 2020 at 2025 na ibinigay ng Kagawaran ng Enerhiya ng Estados Unidos ay ipinapakita sa Talahanayan 1. Sa kasalukuyan, ang paghuhusga mula sa roadmap ng koponan ng fuel cell technology, ang gastos ng bipolar plate ay US $ 5.4/kW, na mas mataas kaysa sa US Department of Energy's 2025 target (US $ 2.0/kW). Samakatuwid, ang presyo ng mga materyales na plate ng bipolar ay dapat mas mura, at may mataas na elektrikal at thermal conductivity, mababang paglaban sa contact at mahusay na paglaban sa kaagnasan.

Mga plato ng bipolarMaaaring nahahati sa mga plato ng metal na bipolar, mga graphite bipolar plate at composite bipolar plate ayon sa iba't ibang mga materyales. Inilista ng talahanayan 2 ang mga pakinabang at kawalan ng mga bipolar plate ng iba't ibang mga materyales. Ang mga graphite bipolar plate ay kasalukuyang pinakapopular na PEMFC sa China. Karaniwang ginagamit na mga materyales na plate ng bipolar, ngunit dahil ang gastos ng produksyon ng mga metal na bipolar plate ay lubos na mababawasan sa panahon ng malakihang paggawa ng masa, at ang dami ng mga high-power stacks ay mas maliit kaysa sa mga graphite plate stacks, sila ay nagiging mas sikat. Maraming pansin. Gayunpaman, dahil sa kahirapan ng paggawa ng masa at mataas na presyo ng mga composite bipolar plate, ang ruta na ito ay unti -unting natunaw.

Ang artikulong ito mula sa VET ay sinusuri ang mga katangian, teknolohiya sa pagproseso at mga pamamaraan ng paghahanda ng mga graphite bipolar plate, metal bipolar plate at composite bipolar plate. Sinusuri din nito ang mga coatings ng metal bipolar plate. Sa wakas, ipinakikilala nito ang mga bipolar plate fuels ng iba't ibang mga materyales at aplikasyon ng baterya.