Grafiittibipolaaristen levyjen toimittajana minulla on - syvällinen tietämys tästä tuotteesta. Vaikka grafiittibipolaarisia levyjä käytetään laajasti eri aloilla, erityisesti polttokennoissa, niillä on myös tiettyjä haittoja. Tässä blogissa käsittelen näitä haittoja yksityiskohtaisesti.
1. Mekaaninen hauraus
Grafiitti on suhteellisen hauras materiaali. Grafiittikaksinapaiset levyt ovat alttiita halkeilemaan ja halkeilemaan valmistuksen, käsittelyn ja käytön aikana. Valmistusprosessissa mikä tahansa pieni kohdistusvirhe leikkauksessa tai koneistuksessa voi johtaa mikro---halkeamiin bipolaarisen levyn pinnalla. Nämä mikrohalkeamat - eivät välttämättä näy välittömästi, mutta ne voivat kasvaa ajan myötä, erityisesti mekaanisen rasituksen ja tärinän vaikutuksesta.
Käsittelyn aikana, jos levyjä ei ole sijoitettu huolellisesti tai ne putoavat vahingossa, rikkoutumisvaara on merkittävä. Polttokennopinossa, jossa useita bipolaarisia levyjä on pinottu yhteen, paine ja liike pinon sisällä voivat myös aiheuttaa mekaanista rasitusta grafiittibipolaarisiin levyihin. Yksi rikkinäinen levy voi häiritä koko polttokennojärjestelmää, mikä heikentää suorituskykyä ja mahdollisesti kalliita korjauksia. Tämä mekaaninen hauraus rajoittaa grafiittibipolaaristen levyjen käyttömahdollisuuksia erityisesti ympäristöissä, joissa on suuri mekaaninen rasitus, kuten mobiilisovelluksissa, kuten sähköajoneuvoissa. Lisätietoja grafiittiin - liittyvistä tuotteista on Grafiittikomponentit-sivullamme.
2. Korkeat kustannukset
Grafiittikaksinapaisten levyjen valmistus on monimutkainen ja kallis prosessi. Laadukkaat - grafiittimateriaalit, jotka ovat välttämättömiä bipolaaristen levyjen suorituskyvylle, ovat kalliita. Raaka-aineilla on oltava korkea puhtaus, hyvä sähkönjohtavuus ja kemiallinen stabiilisuus. Näiden grafiittimateriaalien louhinta ja jalostaminen vaatii kehittynyttä teknologiaa ja suuren määrän energiaa, mikä lisää merkittävästi kustannuksia.
Raaka-ainekustannusten lisäksi kaksinapaisten grafiittilevyjen valmistusprosessi on myös työvoimaa - ja aikaa - vievää. Tarkkuustyöstöä tarvitaan virtauskanavien ja muiden rakenteiden luomiseksi bipolaarisille levyille. Tämä edellyttää erikoislaitteiden ja korkeasti koulutettujen työntekijöiden käyttöä. Mikä tahansa virhe koneistusprosessissa voi johtaa tuotteen hylkäämiseen, mikä lisää kokonaiskustannuksia entisestään. Verrattuna muuntyyppisiin bipolaarisiin levyihin, kuten metallisiin bipolaarisiin levyihin, grafiittikaksinapaiset levyt ovat yleensä kalliimpia. Tämä korkea hinta tekee grafiittibipolaarisia levyjä käyttävistä polttokennoista vähemmän kilpailukykyisen markkinoilla, erityisesti suurissa - mittakaavassa, joissa hinta on kriittinen tekijä. Voit tutustua lisää grafiittituotteistamme Graphite Base Susceptors -sivulla.
3. Rajoitettu korroosionkestävyys
Vaikka grafiitti on suhteellisen stabiilia monissa kemiallisissa ympäristöissä, joissakin aggressiivisissa kemiallisissa olosuhteissa grafiittikaksinapaiset levyt voivat silti ruostua. Polttokennoissa elektrolyytillä ja reaktiotuotteilla voi olla syövyttävä vaikutus bipolaarisiin levyihin ajan myötä. Esimerkiksi protonien - vaihtokalvopolttokennoissa (PEMFC:t) hapan ympäristö voi asteittain kuluttaa grafiitin pintaa.
Korroosio voi aiheuttaa useita ongelmia. Ensinnäkin se voi muuttaa bipolaarisen levyn pintaominaisuuksia, kuten vähentää sen sähkönjohtavuutta. Kun grafiitin pinta syöpyy, johtavat reitit vaurioituvat, mikä johtaa polttokennon sisäisen vastuksen kasvuun. Tämä puolestaan heikentää polttokennon kokonaishyötysuhdetta. Toiseksi korroosio voi myös aiheuttaa grafiittihiukkasten vapautumista polttokennojärjestelmään. Nämä hiukkaset voivat saastuttaa elektrolyytin ja muut komponentit, mikä johtaa suorituskyvyn heikkenemiseen ja mahdollisiin järjestelmävirheisiin. Kaksinapaisilla grafiittilevyillä varustettujen polttokennojen suorituskyvyn ylläpitämiseksi tarvitaan usein lisäkorroosiosuojatoimenpiteitä -, mikä lisää järjestelmän kustannuksia ja monimutkaisuutta.
4. Massatuotannon vaikeus
Grafiittibipolaaristen levyjen valmistus ei ole helposti skaalattavissa massatuotantoon. Valmistusprosessi on erittäin riippuvainen tarkkuustyöstyksestä, joka on aikaa - ja työvoimaa - vaativa prosessi. Jokainen bipolaarinen levy on työstettävä huolellisesti virtauskanavien ja muiden rakenteiden tarkkuuden varmistamiseksi. Tämä vaikeuttaa tuotantovolyymin nopeaa kasvattamista vastaamaan kasvavaan markkinoiden kysyntään.
Lisäksi massatuotannon laadunvalvonta on myös haaste. Grafiitin mekaanisen haurauden vuoksi on vaikea varmistaa, että jokainen bipolaarinen levy täyttää tiukat laatuvaatimukset suuren - volyymituotannon aikana. Pienikin virhe yhdessä levyssä voi vaikuttaa koko polttokennopinon suorituskykyyn. Tämän seurauksena kaksinapaisten grafiittilevyjen tuotantosaanto on usein suhteellisen alhainen, mikä rajoittaa entisestään niiden laajamittaista käyttöä -. Graphite Bipolar Plate -sivumme tarjoaa lisätietoja tästä tuotteesta.
5. Alhainen lämmönjohtavuus
Grafiitilla on suhteellisen alhainen lämmönjohtavuus verrattuna joihinkin muihin materiaaleihin, kuten metalleihin. Polttokennoissa lämmönhallinta on ratkaisevan tärkeää optimaalisen käyttölämpötilan ylläpitämiseksi. Polttokennon toiminnan aikana syntyy huomattava määrä lämpöä. Jos tätä lämpöä ei voida tehokkaasti hajauttaa, se voi johtaa polttokennon lämpötilan nousuun, mikä voi vaikuttaa negatiivisesti sen suorituskykyyn ja käyttöikään.
Grafiittibipolaaristen levyjen alhainen lämmönjohtavuus vaikeuttaa polttokennossa syntyneen lämmön siirtämistä jäähdytysjärjestelmään. Tämän seurauksena saatetaan tarvita lisää lämmönpoistokomponentteja -, mikä lisää polttokennojärjestelmän monimutkaisuutta ja kustannuksia. Joissakin suuritehoisissa polttokennosovelluksissa grafiittibipolaaristen levyjen huono lämmönjohtavuus voi muodostua pullonkaulaksi, mikä rajoittaa polttokennon tehoa ja hyötysuhdetta.
Johtopäätös
Huolimatta yllä mainituista haitoista, grafiittibipolaarisilla levyillä on edelleen ainutlaatuiset etunsa, kuten hyvä sähkönjohtavuus ja kemiallinen stabiilisuus joissakin ei-- aggressiivisissa ympäristöissä. Työskentelemme yrityksessämme jatkuvasti tutkimus- ja kehitystyön parissa näiden haittojen voittamiseksi. Tutkimme uusia materiaaleja ja valmistusprosesseja parantaaksemme mekaanisia ominaisuuksia, alentaaksemme kustannuksia, parantaaksemme korroosionkestävyyttä ja lisätäksemme grafiittibipolaaristen levyjen lämmönjohtavuutta.
Jos olet kiinnostunut grafiittikaksinapaisista levyistämme tai sinulla on kysyttävää tuotteistamme, tervetuloa ottamaan meihin yhteyttä hankintaa ja lisäkeskusteluja varten. Olemme sitoutuneet tarjoamaan korkealaatuisia - tuotteita ja erinomaista palvelua tarpeisiisi.
Viitteet
Wolf Vielstichin, Arnold Lammin ja Hubert Gasteigerin "Fuel Cell Technology Handbook".
"Materials for Fuel Cell Technologies", toimittajina John B. Goodenough ja Y. - M. Chiang.
Tutkimusartikkeleita grafiittibipolaaristen levyjen suorituskyvystä ja soveltamisesta johtavissa sähkökemian ja energiatekniikan lehdissä.