Bahan dan persiapan pelat bipolar sel bahan bakar

Sel bahan bakarmuncul sebagai sumber energi alternatif yang menjanjikan, menawarkan pembangkit listrik yang bersih dan efisien. Salah satu komponen penting dari asel bahan bakaradalahpelat bipolar, yang memainkan peran penting dalam kinerja keseluruhan dan daya tahan sel. Dalam artikel ini, kami akan menjelajahi bahan yang digunakanpelat bipolardan metode persiapan yang terlibat.

Pelat bipolarberfungsi sebagai antarmuka konduktif antara unit sel bahan bakar yang berdekatan, memfasilitasi aliran gas reaktan dan pengumpulan arus listrik. Mereka harus menunjukkan konduktivitas listrik yang sangat baik, resistensi korosi yang tinggi, dan stabilitas mekanis sambil menjadi ringan dan hemat biaya.

Berbagai bahan telah dipertimbangkanpelat bipolar, termasuk logam, polimer, dan komposit. Di antara logam, titanium, stainless steel, dan grafit telah menunjukkan karakteristik yang menjanjikan. Titanium menunjukkan resistensi korosi yang tinggi, kekuatan mekanik yang baik, dan resistivitas listrik yang rendah. Stainless Steel menawarkan stabilitas mekanik yang sangat baik dan konduktivitas listrik, sementara grafit menyediakan konduktivitas listrik yang tinggi dan bobot rendah. Bahan -bahan ini dapat digunakan secara individual atau sebagai komposit untuk meningkatkan sifat spesifik.

Persiapanpelat bipolarmelibatkan beberapa langkah kunci. Pertama, bahan yang dipilih diproses menjadi bentuk dan dimensi yang diinginkan. Ini dapat dicapai melalui berbagai teknik seperti stamping, penggilingan, atau pemotongan laser. Tujuannya adalah untuk membuat piring dengan saluran aliran yang terdefinisi dengan baik dan ketebalan yang seragam.

Untuk meningkatkan konduktivitas listrik pelat bipolar, perawatan permukaan sering digunakan. Salah satu metode umum adalah penerapan pelapis konduktif. Pelapis ini, biasanya didasarkan pada partikel karbon atau logam, diendapkan ke permukaan pelat menggunakan teknik seperti penyemprotan, lukisan, atau elektroplating. Lapisan membantu mengurangi resistensi kontak dan meningkatkan kinerja keseluruhan sel bahan bakar.

Resistensi korosi adalah aspek penting lainnya yang dibahas selama persiapan pelat bipolar. Pelat sering mengalami kondisi operasi yang keras, termasuk suhu tinggi dan lingkungan korosif. Untuk mengurangi ini, pelapis pelindung atau modifikasi permukaan diterapkan. Misalnya, pelat titanium dapat dilapisi dengan lapisan tipis titanium nitrida atau titanium karbida, yang memberikan peningkatan resistensi korosi tanpa mengorbankan konduktivitas listrik.

Dalam beberapa kasus, bahan komposit digunakan untuk mengoptimalkan sifat -sifat pelat bipolar. Komposit berbasis polimer, diperkuat dengan pengisi konduktif seperti karbon nanotube atau grafit, menawarkan peningkatan konduktivitas listrik dan ketahanan korosi. Komposit ini dapat dibuat melalui teknik seperti pencetakan kompresi, cetakan injeksi, atau penekanan panas. Dengan memilih parameter komposisi dan pemrosesan dengan hati -hati, pelat bipolar komposit yang dihasilkan dapat menunjukkan karakteristik kinerja yang sangat baik.

Bidang penelitian lain berfokus pada pengembangan bahan alternatif untuk pelat bipolar. Misalnya, pelat berbasis polimer, seperti yang terbuat dari polifenilen sulfida (PPS) atau polybenzimidazole (PBI), menawarkan keuntungan seperti resistensi kimia tinggi, bobot rendah, dan kemudahan fabrikasi. Namun, tantangan seperti konduktivitas listrik yang lebih rendah dan stabilitas mekanis perlu diatasi untuk mencapai adopsi komersial yang luas.

Kesimpulannya,pelat bipolar sel bahan bakaradalah komponen penting yang secara signifikan memengaruhi efisiensi dan daya tahan sel bahan bakar. Pilihan bahan dan metode persiapan memainkan peran penting dalam menentukan karakteristik kinerja pelat ini. Kemajuan dalam Ilmu Bahan dan Teknik Manufaktur terus mendorong pengembangan peningkatan bahan pelat bipolar, yang mengarah ke teknologi sel bahan bakar yang lebih efisien dan hemat biaya.