Fuel cell bipolar plate na materyales at paghahanda-ⅲ

Mga proseso ng stamping at hydroforming

Ang proseso ng panlililak ay isang pamamaraan na gumagamit ng isang aparato ng presyon at isang mahigpit na amag upang mag -aplay ng isang tiyak na panlabas na puwersa sa plato upang maging sanhi ng pagpapapangit ng plastik upang makuha ang nais na hugis o sukat. Ang mga stamping blangko ay pangunahing mainit-rolyo at malamig na mga plate na bakal, na nagkakahalaga ng 60% hanggang 70% ng mga produktong bakal sa mundo. Samakatuwid, mula sa pananaw ng mga hilaw na materyales, ang proseso ng panlililak ay nangingibabaw. Bukod dito, angMga plato ng bipolarGinawa ng proseso ng panlililak ay may mababang gastos at mataas na produktibo, ay manipis (kasing mababa ng 0.051 mm), uniporme at mataas na lakas, at malawakang ginagamit sa mga sasakyan, aerospace at iba pang mga patlang.

Ang proseso ng hydroforming ay isang teknolohiyang pagproseso ng plastik na gumagamit ng likido o amag bilang isang daluyan ng paghahatid ng lakas upang maproseso ang mga produkto sa mga produkto. Kung ikukumpara sa proseso ng panlililak, mas kaunting mga hulma ang kinakailangan (isang hanay lamang ng mga hulma ang kinakailangan). Ang hydroforming ay higit na mataas sa mga proseso ng panlililak sa mga tuntunin ng laki at kalidad ng ibabaw, habang ang mga proseso ng panlililak ay may mas mataas na produktibo.

Proseso ng paghuhulma ng goma

Ang paghuhulma ng goma ng pad, na kilala rin bilang nababaluktot na proseso ng paghubog, ay isang bagong pamamaraan ng panlililak para sa paghuhulma ng micro/medium runner, na maaaring malutas ang mga problema ng mga bitak, mga wrinkles at ripples sa ibabaw sa panahon ng panlililak at hydroforming. Binubuo ito ng isang mahigpit na amag at isang plate na goma, at ang ibabaw ng contact sa pagitan ng mga ito ay nababaluktot, na lubos na nagpapabuti sa formability ng mga micro-scale flow channel.

Bilang karagdagan, ang goma pad at mahigpit na amag ay hindi kailangang tumpak na tipunin sa panahon ng proseso ng paghuhulma, na maaaring mabawasan ang oras at gastos.

Metal Bipolar Platepatong

Sa kabila ng metal ay maraming mga pakinabang, ang mga plate na metal na bipolar ay mas madaling kapitan ng kaagnasan, na maaaring makakaapekto sa kanilang pagganap at tibay. Ang dahilan para sa kaagnasan ng mga plato ng metal na bipolar ay na sa anode, dahil sa pagkakaroon ng isang pagbabawas ng kapaligiran, ang proteksiyon na layer ng metal na oxide ay nabawasan, na bumubuo ng hydrides at natunaw ang metal sa tubig, at ang metal ay halo -halong sa daloy ng gasolina sa pamamagitan ng singaw ng tubig, maaaring potensyal na madagdagan ang panganib ng proton exchange membrane fouling at malubhang nakakaapekto sa aktibidad ng catalyst layer; Sa katod, ang pagkakaroon ng isang oxidizing environment ay lubos na madaragdagan ang rate ng kaagnasan ng metal bipolar plate, na nagreresulta sa pagkasira ng pagganap at kahit na sobrang pag -init ng buong pagkabigo ng stack ng baterya nang mas maaga.

Nalutas ng Vet ang isang serye ng mga problema tulad ng kaagnasan, gastos at kondaktibiti sa pamamagitan ng paggamit ng mga metal na bipolar plate at coatings. Ang mga patong na materyales ng mga plate na metal bipolar ay ipinapakita sa Talahanayan 3. Makikita ito mula sa talahanayan na ang mga materyales ng patong ngMga plato ng metal na bipolarPangunahin na isama ang 2 kategorya:

Ang kategorya 1 ay patong na batay sa carbon, tulad ng graphite coating;

Ang kategorya 2 ay mga coatings na batay sa metal, tulad ng mahalagang metal coatings, metal carbide o nitride coatings, at metal oxide coatings.

Mula sa pananaw ng mga ruta ng proseso ng patong, may kasalukuyang apat na pangunahing uri ng mga ruta ng proseso: electroplating, patong ng kemikal (tulad ng mainit na patong na patong, pag -spray ng pintura, spray coating), CVD (kemikal na pag -aalis ng singaw), PVD (pisikal na pag -aalis ng singaw). Sa kasalukuyan, ang proseso ng PVD ay kadalasang ginagamit sa mga metal plate coatings sa vet. Ang patong gamit ang proseso ng PVD ay may mataas na kadalisayan at mahusay na density. Ang patong at ang substrate ay mahigpit na nakagapos. Ang patong ay hindi apektado ng materyal na substrate. Ito ay isang mainam na teknolohiya ng pagbabago sa ibabaw para sa mga plate na metal na bipolar.

Composite Bipolar Plate

Ang mga composite bipolar plate ay maaaring mas mahusay na pagsamahin ang mga pakinabang ng mga grapayt na plato at metal plate. Mayroon silang mga katangian ng mababang density, paglaban ng kaagnasan, at madaling paghubog, na maaaring makamit ang mas mahusay na mga resulta pagkatapos na tipunin ang stack. Ang mga composite bipolar plate ay maaaring nahahati sa mga istrukturang composite bipolar plate at materyal na composite bipolar plate ayon sa kanilang mga istraktura.

Structural CompositeBipolar Plate

Ang mga istrukturang composite bipolar plate ay gumagamit ng manipis na metal o iba pang mataas na lakas, high-density conductive plate bilang mga paghihiwalay ng mga plato, porous manipis na mga plato ng carbon, metal mesh, atbp bilang daloy ng mga patlang na patlang, at nakagapos sa conductive adhesive. Ang pinagsama -samang istraktura ng bipolar plate ay pinagsasama ang mga pakinabang ng mga metal plate at graphite plate. Dahil sa pagpapakilala ng mga metal plate, ang grapayt ay gumaganap lamang ng papel ng pagpapadaloy at pagbuo ng channel ng daloy, nang hindi nangangailangan ng pagpapagaan at pampalakas. Kasabay nito, dahil sa spacing ng mga graphite plate, ang metal plate ay hindi kailangang direktang makipag -ugnay sa kinakaing corrosive medium, na binabawasan ang kaagnasan ng metal bipolar plate. Ginagawa nito ang bipolar plate na may pakinabang ng paglaban sa kaagnasan, mahusay na kondaktibiti, maliit na sukat, magaan na timbang, at mataas na lakas.

Materyal na composite Bipolar Plate

Ang mga materyal na composite bipolar plate ay pangunahing nabuo sa pamamagitan ng paghahalo ng grapayt na pulbos/pinalakas na hibla na may thermoplastic o thermosetting resin na materyales upang mabuo ang mga preform, at pagkatapos ay pagalingin/pag -graphit ng mga ito sa hugis. Ang mga composite bipolar plate ay maaaring nahahati sa mga composite na batay sa carbon na mga plato ng bipolar at mga composite na batay sa metal na mga plate na bipolar.

Ang mga composite na nakabatay sa bipolar plate na bipolar ay maaaring ayusin ang kanilang conductive na pagganap at mekanikal na lakas ayon sa ratio ng mga conductive filler at resins. Maaari silang maging gawa ng masa gamit ang paghubog o mga proseso ng paghuhulma ng iniksyon upang mabawasan ang mga gastos sa paggawa ng plate ng bipolar at magkakaroon ng higit na mga aplikasyon sa hinaharap. prospect. Ang metal matrix composite bipolar plate ay karaniwang gumagamit ng metal bilang isang separator, at ang frame ay gawa sa plastik, polysulfide, o carbonate upang mabawasan ang masa ng pack ng baterya. Ang frame at ang metal plate ay nakagapos sa conductive adhesive. Handa sila sa pamamagitan ng paghuhulma ng iniksyon at pagluluto. Ang hole manipis na carbon plate o grapayt plate ay ginagamit bilang daloy ng patlang ng patlang.

Ang mga metal matrix composite bipolar plate ay pinagsama ang mga pakinabang ng graphite bipolar plate at metal bipolar plate. Gayunpaman, ang proseso ng istraktura at paghahanda nito ay kumplikado at ang gastos sa paggawa ay mas mataas kaysa sa carbon matrix composite bipolar plate upang mahirap para sa pagtaguyod sa PEMFC, ngunit mayroon itong ilang mga pakinabang sa ilang mga espesyal na senaryo.