Analyse des composants importants de la pile à combustible : plaque bipolaire en graphite

La plaque bipolaire, également connue sous le nom de plaque collectrice, est l'un des composants essentiels des piles à combustible. Il doit avoir les fonctions et propriétés suivantes : séparer le combustible et l'oxydant, empêcher la transmission de gaz ;Recueillir et conduire le courant, haute conductivité ;Le passage d'écoulement conçu et traité peut distribuer le gaz uniformément à la couche de réaction d'électrode pour la réaction d'électrode ;Peut décharger la chaleur, maintenir l'uniformité du champ de température de la batterie ;Résistance à la corrosion, aux chocs et aux vibrations ;Épaisseur mince, poids léger, faible coût, usinage facile, adapté à la fabrication par lots.Les plaques bipolaires en graphite sont les plaques bipolaires les plus couramment utilisées dans les PEMFC à l'heure actuelle, qui ont une bonne conductivité électrique, conductivité thermique, stabilité et résistance à la corrosion, etc. Dans le même temps, il existe certains inconvénients tels que des propriétés mécaniques relativement médiocres, une plus grande fragilité, facile à casser et un coût élevé en raison des difficultés d'usinage.

Introduction de la plaque bipolaire en graphiteï¼

Les plaques bipolaires en graphite ont une bonne conductivité électrique, une bonne conductivité thermique et une bonne résistance à la corrosion, et sont les plaques bipolaires les plus couramment utilisées dans les PEMFC.Cependant, ses défauts sont également plus évidents : 1. La température de graphitisation de la plaque de graphite est généralement supérieure à 2500 â, qui doit être effectuée selon la procédure de chauffage stricte, et le temps est long ;2, le processus de traitement mécanique est lent, le cycle est long et la précision de la machine est élevée, ce qui entraîne le coût élevé de la plaque de graphite;3, le graphite est fragile, la plaque finie doit être soigneusement placée, l'assemblage est difficile;4, le graphite est un matériau poreux, la plaque a donc besoin de quelques millimètres d'épaisseur pour assurer la séparation du gaz de réaction, ce qui entraîne la faible densité du matériau lui-même, mais le poids du produit fini est plus important.

L'existence de pores a un effet néfaste sur les propriétés de la plaque de graphite, il est donc nécessaire de traiter la plaque de graphite pour réduire la porosité et améliorer la qualité de la plaque de graphite.

1, l'utilisation d'une plaque de graphite imprégnée de résine ou de silicate peut réduire la porosité, l'Université Jiaotong de Shanghai utilisant la pression du vide pour imprégner une solution concentrée de silicate de sodium afin de réduire la porosité de la plaque de graphite de plus de 70 %.

2, la méthode de moulage à la boue à faible coût est utilisée pour préparer des pièces prémoulées en fibre de graphite en flocons, puis le joint en carbone à pénétration de vapeur chimique est utilisé pour obtenir des plaques bipolaires avec une excellente étanchéité à l'air et une conductivité élevée. Cependant, la méthode de pénétration de vapeur chimique est plus coûteuse, représentant 70% du coût.

Préparation de la plaque bipolaire en graphiteï¼

Le toner ou la poudre de graphite est mélangé avec de la résine graphitée, formé à la presse et graphité à haute température (généralement à 2200 ~ 2800C) dans une atmosphère réductrice ou sous vide.Ensuite, la plaque de graphite est imprégnée pour sceller le trou, puis la machine à commande numérique est utilisée pour traiter le passage de gaz requis sur sa surface.LA GRAPHITATION À HAUTE TEMPÉRATURE ET L'USINAGE DES CANAUX DE GAZ SONT LES PRINCIPALES CAUSES DU COÛT ÉLEVÉ DES PLAQUES BIPOLAIRES, L'USINAGE REPRÉSENTANT PRÈS DE 60 % DU COÛT TOTAL DE LA PILE À COMBUSTIBLE.