Grafitové bipolárne platne sú kľúčovými komponentmi v palivových článkoch s protónovou výmennou membránou (PEMFC), ktoré zohrávajú viaceré kľúčové úlohy, ktoré významne ovplyvňujú výkon, účinnosť a životnosť týchto palivových článkov. Ako dodávateľ grafitových bipolárnych platní som z prvej ruky videl, ako tieto platne prispievajú k celkovej funkčnosti PEMFC.
1. Elektrická vodivosť
Jednou z primárnych funkcií grafitových bipolárnych dosiek v PEMFC je poskytnúť cestu pre tok elektrónov. V palivovom článku generujú elektrochemické reakcie na anóde a katóde elektrický prúd. Grafitové bipolárne platne zhromažďujú tieto elektróny z elektród a vedú ich do vonkajšieho obvodu, kde môžu byť použité na napájanie elektrických zariadení.
Grafit je vynikajúci vodič elektriny vďaka svojej jedinečnej atómovej štruktúre. Pozostáva z vrstiev uhlíkových atómov usporiadaných v šesťuholníkovej mriežke s delokalizovanými elektrónmi, ktoré sa môžu voľne pohybovať vo vrstvách. Táto vlastnosť umožňuje grafitovým bipolárnym doskám efektívne prenášať elektróny s minimálnym odporom, čím sa znižujú straty energie a zlepšuje sa celková účinnosť palivového článku.
Napríklad nášVodivá grafitová bipolárna doskaje špeciálne navrhnutý tak, aby mal vysokú elektrickú vodivosť. Je vyrobený z vysoko kvalitných grafitových materiálov, ktoré zaisťujú plynulý tok elektrónov, čo umožňuje palivovému článku pracovať s optimálnou účinnosťou.
2. Distribúcia plynu
Ďalšou dôležitou úlohou grafitových bipolárnych dosiek je rovnomerné rozloženie reakčných plynov (vodík na anóde a kyslík alebo vzduch na katóde) po povrchu elektród. Bipolárne platne majú na svojich povrchoch obrobené alebo vylisované kanály, ktoré fungujú ako cesty pre plyny, aby dosiahli katalytické vrstvy elektród.
Správna distribúcia plynu je nevyhnutná pre efektívne fungovanie palivového článku. Ak plyny nie sú rozložené rovnomerne, niektoré oblasti elektródy môžu prijať viac reaktantov ako iné, čo vedie k nerovnomernej rýchlosti reakcie a zníženiu výkonu. Grafitové bipolárne platne môžu byť presne navrhnuté tak, aby mali dobre navrhnuté geometrie kanálov, ktoré podporujú rovnomerný tok plynu.
Naša spoločnosť ponúka množstvo bipolárnych dosiek s rôznymi dizajnmi kanálov, ktoré spĺňajú špecifické požiadavky rôznych aplikácií palivových článkov. Napríklad kanály v našich platniach môžu byť optimalizované pre vysokovýkonné aplikácie, kde je potrebné rýchlo dodať veľké množstvo plynov, alebo pre aplikácie, kde je priestor obmedzený a vyžadujú si kompaktnejšie konštrukcie kanálov.
3. Odvod tepla
Počas prevádzky PEMFC vzniká teplo ako vedľajší produkt elektrochemických reakcií. Nadmerné teplo môže poškodiť komponenty palivového článku, ako je membrána a vrstvy katalyzátora, a znížiť celkovú účinnosť a životnosť palivového článku. Grafitové bipolárne platne pomáhajú pri rozptyľovaní tohto tepla.
Grafit má relatívne dobrú tepelnú vodivosť, čo mu umožňuje prenášať teplo preč z reakčných miest a distribuovať ho rovnomernejšie cez zásobník palivových článkov. To pomáha udržiavať stabilnú prevádzkovú teplotu v palivovom článku, zabraňuje prehrievaniu a zaisťuje spoľahlivý výkon.
V niektorých prípadoch môžeme do našich grafitových bipolárnych dosiek začleniť aj ďalšie funkcie na odvádzanie tepla. Napríklad môžeme navrhnúť dosky s rebrami alebo inými štruktúrami na prenos tepla, aby sme zvýšili kapacitu odvádzania tepla, najmä vo vysokovýkonných systémoch palivových článkov, kde je tvorba tepla významnejšia.
4. Štrukturálna podpora
Grafitové bipolárne platne poskytujú štrukturálnu podporu zostave palivových článkov. Držia jednotlivé komponenty palivových článkov, ako sú zostavy membrány a elektródy (MEA), na mieste a pomáhajú udržiavať správne zarovnanie a kompresiu v rámci zostavy.
Dobre navrhnutá bipolárna doska s dostatočnou mechanickou pevnosťou odolá tlakom a silám vyvíjaným počas prevádzky palivového článku. Zabraňuje posunu alebo deformácii komponentov, čo by mohlo viesť k úniku plynu, elektrickým skratom alebo iným problémom s výkonom.
nášUltratenká grafitová bipolárna doskaje skvelým príkladom dosky, ktorá ponúka ľahkú aj silnú konštrukčnú podporu. Napriek svojmu tenkému profilu bol navrhnutý tak, aby mal potrebné mechanické vlastnosti na zabezpečenie stability zostavy palivových článkov.
5. Separácia reaktantov
Grafitové bipolárne platne pôsobia ako fyzická bariéra medzi anódovým a katódovým priestorom palivového článku, čím bránia miešaniu reakčných plynov (vodík a kyslík). Toto oddelenie je rozhodujúce pre bezpečnú a efektívnu prevádzku palivového článku.
Ak by sa plyny zmiešali, mohlo by to viesť k potenciálne nebezpečnej situácii, ako je výbuch alebo rýchly pokles výkonu palivových článkov. Bipolárne platne sú navrhnuté tak, aby boli plynotesné, čo zaisťuje, že plyny reaktantov zostanú vo svojich príslušných oddeleniach a prídu do kontaktu iba s príslušnými elektródami, aby mohli prebiehať elektrochemické reakcie.
6. Odolnosť proti korózii
V drsnom chemickom prostredí PEMFC, kde sú kyslé podmienky a reaktívne látky, musia byť bipolárne platne odolné voči korózii. Grafit je vo svojej podstate odolný voči korózii, čo z neho robí ideálny materiál pre bipolárne platne.
Korózia bipolárnych dosiek môže viesť k degradácii ich elektrických a mechanických vlastností, čím sa znižuje výkon a životnosť palivového článku. Naše grafitové bipolárne dosky sú vyrobené z vysoko čistých grafitových materiálov, ktoré ponúkajú vynikajúcu odolnosť proti korózii a zaisťujú dlhodobú spoľahlivosť palivového článku.
Aplikácie grafitových bipolárnych dosiek v PEMFC
Grafitové bipolárne platne sa používajú v širokej škále aplikácií PEMFC. Bežne sa vyskytujú v systémoch automobilových palivových článkov, kde sa vysoko oceňuje ich vysoký výkon, odolnosť a ľahké vlastnosti. V automobilových aplikáciách musia byť palivové články efektívne, spoľahlivé a schopné prevádzky v rôznych podmienkach a grafitové bipolárne platne pomáhajú tieto požiadavky splniť.
Používajú sa aj v stacionárnych systémoch výroby energie, ako sú záložné zdroje energie pre budovy alebo distribuovaná výroba elektriny v odľahlých oblastiach. V týchto aplikáciách je dlhodobá stabilita a vysoká účinnosť poskytovaná grafitovými bipolárnymi doskami nevyhnutná pre nepretržitý a spoľahlivý výstup energie.
Ďalšia nová aplikácia je v prenosných energetických zariadeniach, ako sú malé generátory na kempovanie alebo núdzové použitie. Kompaktná veľkosť a vysoký výkon grafitových bipolárnych dosiek ich robí vhodnými pre tieto typy aplikácií, kde sú dôležitými faktormi priestor a hmotnosť.
Prečo si vybrať naše grafitové bipolárne platne
Ako dodávateľ sme hrdí na to, že ponúkame vysokokvalitné grafitové bipolárne platne. Naše platne sú vyrábané pomocou pokročilých výrobných techník a prísnych opatrení na kontrolu kvality, aby sa zabezpečil konzistentný výkon. Máme tím odborníkov, ktorí dokážu úzko spolupracovať so zákazníkmi, aby pochopili ich špecifické potreby a poskytli riešenia na mieru.
Ponúkame aj celý rad súvisiacich produktov, ako naprElektródová doska na uchovávanie energie, ktoré možno použiť v spojení s našimi bipolárnymi doskami na aplikácie na skladovanie energie.
Ak hľadáte grafitové bipolárne platne pre svoje aplikácie PEMFC, radi sa s vami porozprávame. Či už potrebujete štandardné dosky alebo prispôsobené riešenia, sme tu, aby sme vám pomohli. Kontaktujte nás, aby ste začali diskusiu o obstarávaní a zistite, ako môžu naše produkty zvýšiť výkon vašich systémov palivových článkov.
Referencie
- Larminie, J., & Dicks, A. (2003). Vysvetlenie systémov palivových článkov. John Wiley & Sons.
- Barbir, F. (2013). PEM palivové články: teória a prax. Elsevier.
