Bahan bipolar sel bahan bakar dan penyediaan

Sel bahan apimuncul sebagai sumber tenaga alternatif yang menjanjikan, menawarkan penjanaan kuasa yang bersih dan cekap. Satu komponen penting asel bahan bakaradalahplat bipolar, yang memainkan peranan penting dalam prestasi keseluruhan dan ketahanan sel. Dalam artikel ini, kami akan meneroka bahan yang digunakanplat bipolardan kaedah penyediaan yang terlibat.

Plat bipolarBerkhidmat sebagai antara muka konduktif antara unit sel bahan api bersebelahan, memudahkan aliran gas reaktan dan pengumpulan arus elektrik. Mereka mesti mempamerkan kekonduksian elektrik yang sangat baik, rintangan kakisan yang tinggi, dan kestabilan mekanikal semasa menjadi ringan dan kos efektif.

Pelbagai bahan telah dipertimbangkanplat bipolar, termasuk logam, polimer, dan komposit. Antara logam, titanium, keluli tahan karat, dan grafit telah menunjukkan ciri -ciri yang menjanjikan. Titanium mempamerkan rintangan kakisan yang tinggi, kekuatan mekanikal yang baik, dan ketahanan elektrik yang rendah. Keluli tahan karat menawarkan kestabilan mekanikal yang sangat baik dan kekonduksian elektrik, manakala grafit menyediakan kekonduksian elektrik yang tinggi dan berat badan yang rendah. Bahan -bahan ini boleh digunakan secara individu atau sebagai komposit untuk meningkatkan sifat tertentu.

Penyediaanplat bipolarmelibatkan beberapa langkah utama. Pertama, bahan yang dipilih diproses ke dalam bentuk dan dimensi yang dikehendaki. Ini boleh dicapai melalui pelbagai teknik seperti pemotongan, penggilingan, atau pemotongan laser. Matlamatnya adalah untuk membuat plat dengan saluran aliran yang jelas dan ketebalan seragam.

Untuk meningkatkan kekonduksian elektrik plat bipolar, rawatan permukaan sering digunakan. Satu kaedah biasa ialah penerapan lapisan konduktif. Lapisan ini, biasanya berdasarkan zarah karbon atau logam, disimpan ke permukaan plat menggunakan teknik seperti penyemburan, lukisan, atau elektroplating. Lapisan membantu mengurangkan rintangan hubungan dan meningkatkan prestasi keseluruhan sel bahan bakar.

Rintangan kakisan adalah satu lagi aspek kritikal yang ditangani semasa penyediaan plat bipolar. Plat sering tertakluk kepada keadaan operasi yang keras, termasuk suhu tinggi dan persekitaran yang menghakis. Untuk mengurangkan ini, lapisan pelindung atau pengubahsuaian permukaan digunakan. Sebagai contoh, plat titanium boleh disalut dengan lapisan nipis titanium nitride atau titanium karbida, yang memberikan rintangan kakisan yang dipertingkatkan tanpa menjejaskan kekonduksian elektrik.

Dalam sesetengah kes, bahan komposit digunakan untuk mengoptimumkan sifat plat bipolar. Komposit berasaskan polimer, diperkuat dengan pengisi konduktif seperti nanotube karbon atau grafit, menawarkan kekonduksian elektrik dan ketahanan kakisan yang lebih baik. Komposit ini boleh dibuat melalui teknik seperti pengacuan mampatan, pengacuan suntikan, atau menekan panas. Dengan berhati -hati memilih parameter komposisi dan pemprosesan, plat bipolar komposit yang dihasilkan dapat mempamerkan ciri -ciri prestasi yang sangat baik.

Satu lagi bidang penyelidikan memberi tumpuan kepada pembangunan bahan alternatif untuk plat bipolar. Sebagai contoh, plat berasaskan polimer, seperti yang dibuat dari polifenilena sulfida (PPS) atau polybenzimidazole (PBI), menawarkan kelebihan seperti rintangan kimia yang tinggi, berat badan yang rendah, dan kemudahan fabrikasi. Walau bagaimanapun, cabaran seperti kekonduksian elektrik yang lebih rendah dan kestabilan mekanikal perlu ditangani untuk mencapai penggunaan komersial yang meluas.

Kesimpulannya,plat bipolar sel bahan apiadalah komponen penting yang memberi kesan yang ketara kepada kecekapan dan ketahanan sel bahan api. Pilihan bahan dan kaedah penyediaan memainkan peranan penting dalam menentukan ciri -ciri prestasi plat ini. Kemajuan dalam teknik sains dan pembuatan bahan terus memacu pembangunan bahan plat bipolar yang lebih baik, yang membawa kepada teknologi sel bahan api yang lebih cekap dan kos efektif.