تعتبر اللوحة ثنائية القطب هي المكون الأساسي للمفاعل، والتي لها تأثير كبير على أداء وتكلفة المفاعل. في الوقت الحاضر، يتم تقسيم اللوحة ثنائية القطب بشكل أساسي إلى لوحة الجرافيت واللوحة المركبة واللوحة المعدنية وفقًا للمادة.
تعد اللوحة ثنائية القطب أحد الأجزاء الأساسية في PEMFC، ويتمثل دورها الرئيسي في نقل الغاز عبر مجال التدفق السطحي، وجمع وتوصيل التيار والحرارة والماء الناتج عن التفاعل. اعتمادًا على نوع المادة، يبلغ وزن مكدس PEMFCs حوالي 60% إلى 80% والتكلفة حوالي 30%. وفقًا للمتطلبات الوظيفية للوحة ثنائية القطب، ومع الأخذ في الاعتبار بيئة التفاعل الكهروكيميائي الحمضية لـ PEMFC، يجب أن تتمتع اللوحة ثنائية القطب بمتطلبات عالية للتوصيل الكهربائي، وضيق الهواء، والخواص الميكانيكية، ومقاومة التآكل، وما إلى ذلك.
اللوحة المزدوجة وفقًا للمواد مقسمة بشكل أساسي إلى ثلاث فئات من ألواح الجرافيت، واللوحة المركبة، واللوحة المعدنية، واللوحة المزدوجة من الجرافيت هي الأكثر استخدامًا في لوحة PEMFC المزدوجة المحلية الحالية، والتوصيل الكهربائي، والتوصيل الحراري، والثبات الجيد ومقاومة التآكل والأداء الآخر. لكن الخواص الميكانيكية السيئة نسبيًا والهشاشة وصعوبات التصنيع تؤدي إلى مشاكل عالية التكلفة تعاني منها العديد من الشركات المصنعة.
الجرافيتلوحة ثنائية القطبمقدمة:
تتمتع الصفائح ثنائية القطب المصنوعة من الجرافيت بموصلية كهربائية جيدة وموصلية حرارية ومقاومة للتآكل، وهي الصفائح ثنائية القطب الأكثر استخدامًا في PEMFCS. ومع ذلك، فإن عيوبها أيضًا أكثر وضوحًا: درجة حرارة الجرافيت للوحة الجرافيت عادة ما تكون أعلى من 2500 درجة مئوية، والتي يجب تنفيذها وفقًا لإجراءات التسخين الصارمة، والوقت طويل؛ عملية التصنيع بطيئة، والدورة طويلة، ودقة الآلة عالية، مما يؤدي إلى ارتفاع تكلفة لوحة الجرافيت؛ الجرافيت هش، واللوحة النهائية تحتاج إلى التعامل معها بعناية، والتجميع صعب؛ الجرافيت مسامي، لذلك يجب أن تكون سماكة الألواح بضعة ملليمترات للسماح للغازات بالانفصال، مما يؤدي إلى انخفاض كثافة المادة نفسها، ولكن منتج نهائي أثقل.
تحضير الجرافيتلوحة ثنائية القطب:
يتم خلط مسحوق الحبر أو الجرافيت مع الراتنج الجرافيتي، وتشكيله بالضغط، وجرافيته عند درجة حرارة عالية (عادة عند 2200 ~ 2800 درجة مئوية) في جو مخفض أو تحت ظروف الفراغ. بعد ذلك، يتم تشريب لوحة الجرافيت لإغلاق الثقب، ومن ثم يتم استخدام آلة التحكم العددي لمعالجة مرور الغاز المطلوب على سطحها. تعد الرسوم البيانية ذات درجة الحرارة العالية وتصنيع قنوات الغاز من الأسباب الرئيسية لارتفاع تكلفة الألواح ثنائية القطب، حيث تبلغ تكلفة التصنيع حوالي 60% من إجمالي تكلفة خلايا الوقود.
لوحة ثنائية القطبيعد أحد المكونات الأساسية في مجموعة خلايا الوقود. وظائفها الرئيسية هي كما يلي:
1 、 اتصال بطارية واحدة
2. توصيل الوقود (H2) والهواء (02)
3- جمع وتوصيل التيار
4 、 دعم المكدس و MEA
5 - إزالة الحرارة الناتجة عن التفاعل
6. قم بتصريف الماء الناتج في التفاعل
وقت النشر: 29 يوليو 2022