Grafiitbipolaarsete plaatide tarnijana on mul selle toote kohta - põhjalikud teadmised. Kuigi grafiidist bipolaarseid plaate kasutatakse laialdaselt erinevates valdkondades, eriti kütuseelementides, on neil ka teatud puudusi. Selles blogis käsitlen neid puudusi üksikasjalikult.
1. Mehaaniline haprus
Grafiit on suhteliselt habras materjal. Grafiidist bipolaarsed plaadid võivad valmistamise, käsitsemise ja kasutamise ajal praguneda ja mõraneda. Tootmisprotsessis võivad kõik väiksemad nihked lõikamisel või töötlemisel põhjustada mikro-- pragusid bipolaarse plaadi pinnal. Need mikro-- praod ei pruugi olla kohe nähtavad, kuid võivad aja jooksul kasvada, eriti mehaanilise pinge ja vibratsiooni mõjul.
Kui plaate ei ole käsitsemise ajal ettevaatlikult paigutatud või kui need kogemata maha kukuvad, on purunemise oht märkimisväärne. Kütuseelemendivirnas, kus on virnastatud mitu bipolaarset plaati, võib rõhk ja liikumine virnas põhjustada grafiidist bipolaarsetele plaatidele mehaanilist pinget. Üksainus katkine plaat võib häirida kogu kütuseelemendisüsteemi, põhjustades jõudluse vähenemist ja potentsiaalselt kulukaid remonditöid. See mehaaniline haprus piirab grafiidist bipolaarsete plaatide kasutusala, eriti keskkondades, kus on suur mehaaniline pinge, näiteks mobiilsetes rakendustes, nagu elektrisõidukid. Grafiidiga - seotud toodete kohta lisateabe saamiseks külastage meie grafiidikomponentide lehte.
2. Kõrge hind
Grafiidist bipolaarsete plaatide tootmine on keeruline ja kulukas protsess. Bipolaarsete plaatide toimimiseks hädavajalikud kvaliteetsed - grafiitmaterjalid on kallid. Toormaterjalidel peab olema kõrge puhtusaste, hea elektrijuhtivus ja keemiline stabiilsus. Nende grafiitmaterjalide kaevandamine ja rafineerimine nõuab arenenud tehnoloogiaid ja suurt hulka energiat, mis suurendab oluliselt kulusid.
Lisaks tooraine maksumusele on grafiidist bipolaarsete plaatide tootmisprotsess ka töömahukas - ja aeganõudev -. Voolukanalite ja muude struktuuride loomiseks bipolaarsetel plaatidel on vaja täppistöötlust. See hõlmab spetsiaalsete seadmete ja kõrgelt kvalifitseeritud töötajate kasutamist. Mis tahes viga töötlemisprotsessis võib viia toote tagasilükkamiseni, suurendades veelgi üldkulusid. Võrreldes teist tüüpi bipolaarsete plaatidega, nagu metallist bipolaarsed plaadid, on grafiidist bipolaarsed plaadid üldiselt kallimad. See kõrge hind muudab grafiidist bipolaarseid plaate kasutavad kütuseelemendid turul vähem konkurentsivõimeliseks, eriti suuremahuliste - rakenduste puhul, kus hind on kriitiline tegur. Lisateavet meie grafiiditoodete kohta leiate lehelt Graphite Base Susceptors.
3. Piiratud korrosioonikindlus
Kuigi grafiit on paljudes keemilistes keskkondades suhteliselt stabiilne, võivad mõnedes agressiivsetes keemilistes tingimustes grafiidi bipolaarsed plaadid siiski korrodeeruda. Kütuseelementides võivad elektrolüüdid ja reaktsioonisaadused aja jooksul bipolaarseid plaate korrodeerivalt avaldada. Näiteks prootoni - vahetusmembraani kütuseelementides (PEMFC) võib happeline keskkond järk-järgult grafiidi pinda kahjustada.
Korrosioon võib põhjustada mitmeid probleeme. Esiteks võib see muuta bipolaarse plaadi pinnaomadusi, näiteks vähendada selle elektrijuhtivust. Kuna grafiidi pind on korrodeerunud, kahjustuvad juhtivad teed, mille tulemusena suureneb kütuseelemendi sisemine takistus. See omakorda vähendab kütuseelemendi üldist efektiivsust. Teiseks võib korrosioon põhjustada ka grafiidiosakeste eraldumist kütuseelemendisüsteemi. Need osakesed võivad saastada elektrolüüti ja muid komponente, põhjustades edasist jõudluse halvenemist ja võimalikke süsteemitõrkeid. Grafiidist bipolaarsete plaatidega kütuseelementide jõudluse säilitamiseks on sageli vaja täiendavaid korrosioonikaitsemeetmeid -, mis suurendab süsteemi kulusid ja muudab selle keerukamaks.
4. Masstootmise raskused
Grafiitbipolaarsete plaatide tootmine ei ole masstootmiseks kergesti skaleeritav. Tootmisprotsess sõltub suurel määral täppistöötlusest, mis on aega - ja töömahukas - protsess. Iga bipolaarne plaat tuleb hoolikalt töödelda, et tagada voolukanalite ja muude struktuuride täpsus. See raskendab tootmismahtu kiiret suurendamist, et rahuldada kasvavat turunõudlust.
Lisaks on väljakutseks ka masstootmise kvaliteedikontroll. Grafiidi mehaanilise hapruse tõttu on suure -mahulise tootmise ajal raske tagada, et iga bipolaarne plaat vastaks rangetele kvaliteedistandarditele. Isegi väike defekt ühes plaadis võib mõjutada kogu kütuseelemendivirna jõudlust. Selle tulemusena on grafiidist bipolaarsete plaatide tootmismaht sageli suhteliselt madal, mis piirab veelgi nende laiaulatuslikku - kasutamist. Meie grafiidi bipolaarse plaadi leht pakub selle toote kohta lisateavet.
5. Madal soojusjuhtivus
Grafiidil on suhteliselt madal soojusjuhtivus võrreldes mõne teise materjaliga, näiteks metallidega. Kütuseelementides on soojusjuhtimine optimaalse töötemperatuuri säilitamiseks ülioluline. Kütuseelemendi töötamise ajal tekib märkimisväärne kogus soojust. Kui seda soojust ei saa tõhusalt hajutada, võib see kaasa tuua kütuseelemendi temperatuuri tõusu, mis võib negatiivselt mõjutada selle jõudlust ja eluiga.
Grafiidist bipolaarsete plaatide madal soojusjuhtivus raskendab kütuseelemendis tekkiva soojuse ülekandmist jahutussüsteemi. Selle tulemusena võib vaja minna täiendavaid soojuse - hajutamise komponente, mis suurendab kütuseelemendisüsteemi keerukust ja maksumust. Mõne suure - võimsusega kütuseelemendirakendustes võib grafiidist bipolaarsete plaatide halb soojusjuhtivus saada kitsaskohaks, mis piirab kütuseelemendi väljundvõimsust ja tõhusust.
Järeldus
Vaatamata ülalmainitud puudustele on grafiidist bipolaarsetel plaatidel siiski unikaalsed eelised, nagu hea elektrijuhtivus ja keemiline stabiilsus mõnes mitteagressiivses keskkonnas -. Meie ettevõttes töötame pidevalt uurimis- ja arendustegevuse kallal, et need puudused ületada. Uurime uusi materjale ja tootmisprotsesse, et parandada grafiidi bipolaarsete plaatide mehaanilisi omadusi, vähendada kulusid, suurendada korrosioonikindlust ja suurendada soojusjuhtivust.
Kui olete huvitatud meie grafiidist bipolaarsetest plaatidest või teil on meie toodete kohta küsimusi, võtke meiega ühendust hankimiseks ja edasiseks aruteluks. Oleme pühendunud teie vajaduste rahuldamiseks kvaliteetsete - toodete ja suurepäraste teenuste pakkumisele.
Viited
Wolf Vielstichi, Arnold Lammi ja Hubert Gasteigeri "Kütuseelementide tehnoloogia käsiraamat".
John B. Goodenoughi ja Y. - M. Chiangi toimetanud "Materials for Fuel Cell Technologies".
Uurimistööd grafiidi bipolaarsete plaatide toimivuse ja kasutamise kohta juhtivates elektrokeemia ja energiatehnoloogia ajakirjades.