La plaque bipolaire est un composant essentiel du réacteur, dont les performances et le coût sont fortement influencés. Actuellement, on distingue principalement trois types de plaques bipolaires : les plaques en graphite, les plaques composites et les plaques métalliques.
La plaque bipolaire est un composant essentiel d'une pile à combustible PEMFC. Son rôle principal est de transporter le gaz à travers le champ d'écoulement de surface, et de collecter et conduire le courant, la chaleur et l'eau générés par la réaction. Selon le matériau utilisé, elle représente environ 60 à 80 % du poids total de la pile et environ 30 % de son coût. Compte tenu des exigences fonctionnelles et du milieu réactionnel acide de la pile, la plaque bipolaire doit présenter des propriétés élevées en termes de conductivité électrique, d'étanchéité à l'air, de propriétés mécaniques et de résistance à la corrosion.
La double plaque, selon les matériaux utilisés, se divise principalement en trois catégories : plaque en graphite, plaque composite et plaque métallique. La double plaque en graphite est actuellement la plus couramment utilisée dans les piles à combustible PEMFC domestiques. Elle présente une bonne conductivité électrique et thermique, une bonne stabilité et une bonne résistance à la corrosion, mais ses propriétés mécaniques relativement faibles, sa fragilité et les difficultés d'usinage entraînent des problèmes de coût élevés qui affectent de nombreux fabricants.
Graphiteplaque bipolaireintroduction:
Les plaques bipolaires en graphite présentent une bonne conductivité électrique et thermique, ainsi qu'une excellente résistance à la corrosion, ce qui en fait les plaques bipolaires les plus couramment utilisées dans les piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFCS). Cependant, leurs inconvénients sont également importants : la température de graphitisation du graphite est généralement supérieure à 2 500 °C, ce qui exige un protocole de chauffage rigoureux et une durée importante ; l'usinage est lent, le cycle est long et requiert une grande précision, ce qui explique le coût élevé des plaques ; le graphite est fragile, les plaques finies doivent donc être manipulées avec précaution et l'assemblage est complexe ; enfin, sa porosité impose une épaisseur de quelques millimètres pour permettre la séparation des gaz, ce qui réduit la densité du matériau et alourdit le produit fini.
Préparation du graphiteplaque bipolaire:
La poudre de graphite ou de toner est mélangée à de la résine graphitisée, pressée, puis graphitisée à haute température (généralement entre 2200 et 2800 °C) sous atmosphère réductrice ou sous vide. La plaque de graphite est ensuite imprégnée pour sceller l'orifice, puis usinée à l'aide d'une machine à commande numérique afin de réaliser le passage de gaz requis sur sa surface. La graphitisation à haute température et l'usinage des canaux de gaz sont les principaux facteurs expliquant le coût élevé des plaques bipolaires, l'usinage représentant près de 60 % du coût total d'une pile à combustible.
plaque bipolaireIl s'agit d'un des composants essentiels de la pile à combustible. Ses principales fonctions sont les suivantes :
1. Connexion à une seule batterie
2. Fournir du carburant (H2) et de l'air (O2)
3. Collecte et conduction du courant
4. Pile de support et MEA
5. Pour évacuer la chaleur générée par la réaction
6. Éliminer l'eau produite par la réaction
Date de publication : 29 juillet 2022