Ως προμηθευτής διπολικών πλακών γραφίτη, έχω - εις βάθος γνώση αυτού του προϊόντος. Ενώ οι διπολικές πλάκες γραφίτη χρησιμοποιούνται ευρέως σε διάφορους τομείς, ειδικά στις κυψέλες καυσίμου, έχουν επίσης ορισμένα μειονεκτήματα. Σε αυτό το blog, θα συζητήσω λεπτομερώς αυτά τα μειονεκτήματα.
1. Μηχανική ευθραυστότητα
Ο γραφίτης είναι ένα σχετικά εύθραυστο υλικό. Οι διπολικές πλάκες γραφίτη είναι επιρρεπείς σε ρωγμές και θρυμματισμό κατά την κατασκευή, το χειρισμό και τη λειτουργία. Στη διαδικασία κατασκευής, οποιαδήποτε ελαφρά εσφαλμένη ευθυγράμμιση στην κοπή ή τη μηχανική κατεργασία μπορεί να οδηγήσει σε μικρο ρωγμές στην επιφάνεια της διπολικής πλάκας. Αυτές οι μικρο ρωγμές μπορεί να μην είναι άμεσα ορατές, αλλά μπορούν να αναπτυχθούν με την πάροδο του χρόνου, ειδικά υπό την επίδραση μηχανικής καταπόνησης και δονήσεων.
Κατά τον χειρισμό, εάν οι πλάκες δεν τοποθετηθούν προσεκτικά ή εάν πέσουν κατά λάθος, ο κίνδυνος θραύσης είναι σημαντικός. Σε μια στοίβα κυψελών καυσίμου, όπου πολλαπλές διπολικές πλάκες στοιβάζονται μαζί, η πίεση και η κίνηση εντός της στοίβας μπορεί επίσης να προκαλέσουν μηχανική καταπόνηση στις διπολικές πλάκες γραφίτη. Μια μόνο σπασμένη πλάκα μπορεί να διαταράξει ολόκληρο το σύστημα κυψελών καυσίμου, οδηγώντας σε μειωμένη απόδοση και δυνητικά δαπανηρές επισκευές. Αυτή η μηχανική ευθραυστότητα περιορίζει το εύρος εφαρμογής των διπολικών πλακών γραφίτη, ειδικά σε περιβάλλοντα όπου υπάρχει υψηλή μηχανική καταπόνηση, όπως σε κινητές εφαρμογές όπως τα ηλεκτρικά οχήματα. Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τα σχετικά προϊόντα γραφίτη -, μπορείτε να επισκεφτείτε τη σελίδα μας για τα στοιχεία γραφίτη.
2. Υψηλό Κόστος
Η παραγωγή διπολικών πλακών γραφίτη είναι μια πολύπλοκη και δαπανηρή διαδικασία. Τα υλικά γραφίτη υψηλής ποιότητας -, τα οποία είναι απαραίτητα για την απόδοση των διπολικών πλακών, είναι ακριβά. Οι πρώτες ύλες πρέπει να έχουν υψηλή καθαρότητα, καλή ηλεκτρική αγωγιμότητα και χημική σταθερότητα. Η εξόρυξη και ο καθαρισμός αυτών των υλικών γραφίτη απαιτεί προηγμένες τεχνολογίες και μεγάλη ποσότητα ενέργειας, γεγονός που αυξάνει σημαντικά το κόστος.
Εκτός από το κόστος της πρώτης ύλης, η διαδικασία κατασκευής διπολικών πλακών γραφίτη είναι επίσης - έντασης εργασίας και χρονοβόρα -. Απαιτείται μηχανική κατεργασία ακριβείας για τη δημιουργία των καναλιών ροής και άλλων δομών στις διπολικές πλάκες. Αυτό περιλαμβάνει τη χρήση εξειδικευμένου εξοπλισμού και εργαζομένων υψηλής εξειδίκευσης. Οποιοδήποτε σφάλμα στη διαδικασία κατεργασίας μπορεί να οδηγήσει σε απόρριψη του προϊόντος, αυξάνοντας περαιτέρω το συνολικό κόστος. Σε σύγκριση με άλλους τύπους διπολικών πλακών, όπως οι μεταλλικές διπολικές πλάκες, οι διπολικές πλάκες γραφίτη είναι γενικά πιο ακριβές. Αυτό το υψηλό κόστος καθιστά τις κυψέλες καυσίμου που χρησιμοποιούν διπολικές πλάκες γραφίτη λιγότερο ανταγωνιστικές στην αγορά, ειδικά για εφαρμογές μεγάλης κλίμακας - όπου το κόστος είναι κρίσιμος παράγοντας. Μπορείτε να εξερευνήσετε περισσότερα για τα προϊόντα μας από γραφίτη στη σελίδα Graphite Base Susceptors.
3. Περιορισμένη αντοχή στη διάβρωση
Αν και ο γραφίτης είναι σχετικά σταθερός σε πολλά χημικά περιβάλλοντα, σε ορισμένες επιθετικές χημικές συνθήκες, οι διπολικές πλάκες γραφίτη μπορούν ακόμα να διαβρωθούν. Στις κυψέλες καυσίμου, ο ηλεκτρολύτης και τα προϊόντα αντίδρασης μπορεί να έχουν διαβρωτική επίδραση στις διπολικές πλάκες με την πάροδο του χρόνου. Για παράδειγμα, στις κυψέλες καυσίμου με μεμβράνη ανταλλαγής πρωτονίων - (PEMFCs), το όξινο περιβάλλον μπορεί σταδιακά να διαβρώσει την επιφάνεια του γραφίτη.
Η διάβρωση μπορεί να οδηγήσει σε μια σειρά προβλημάτων. Πρώτον, μπορεί να αλλάξει τις επιφανειακές ιδιότητες της διπολικής πλάκας, όπως η μείωση της ηλεκτρικής αγωγιμότητάς της. Καθώς η επιφάνεια του γραφίτη διαβρώνεται, οι αγώγιμες διαδρομές καταστρέφονται, με αποτέλεσμα την αύξηση της εσωτερικής αντίστασης της κυψέλης καυσίμου. Αυτό, με τη σειρά του, μειώνει τη συνολική απόδοση της κυψέλης καυσίμου. Δεύτερον, η διάβρωση μπορεί επίσης να προκαλέσει την απελευθέρωση σωματιδίων γραφίτη στο σύστημα κυψελών καυσίμου. Αυτά τα σωματίδια μπορούν να μολύνουν τον ηλεκτρολύτη και άλλα συστατικά, οδηγώντας σε περαιτέρω υποβάθμιση της απόδοσης και πιθανές βλάβες του συστήματος. Για να διατηρηθεί η απόδοση των κυψελών καυσίμου με διπολικές πλάκες γραφίτη, απαιτούνται συχνά πρόσθετα μέτρα προστασίας από τη διάβρωση -, τα οποία αυξάνουν το κόστος και την πολυπλοκότητα του συστήματος.
4. Δυσκολία στη Μαζική Παραγωγή
Η παραγωγή διπολικών πλακών γραφίτη δεν είναι εύκολα επεκτάσιμη για μαζική παραγωγή. Η διαδικασία κατασκευής εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη μηχανική κατεργασία ακριβείας, η οποία είναι μια - χρονοβόρα και - εντατική διαδικασία. Κάθε διπολική πλάκα πρέπει να κατεργαστεί προσεκτικά για να εξασφαλιστεί η ακρίβεια των καναλιών ροής και άλλων δομών. Αυτό καθιστά δύσκολη την ταχεία αύξηση του όγκου παραγωγής για την κάλυψη της αυξανόμενης ζήτησης της αγοράς.
Επιπλέον, ο ποιοτικός έλεγχος στη μαζική παραγωγή είναι επίσης μια πρόκληση. Λόγω της μηχανικής ευθραυστότητας του γραφίτη, είναι δύσκολο να διασφαλιστεί ότι κάθε διπολική πλάκα πληροί τα αυστηρά πρότυπα ποιότητας κατά τη διάρκεια παραγωγής υψηλού - όγκου. Ακόμη και ένα μικρό ελάττωμα σε μία πλάκα μπορεί να επηρεάσει την απόδοση ολόκληρης της στοίβας κυψελών καυσίμου. Ως αποτέλεσμα, η απόδοση παραγωγής διπολικών πλακών γραφίτη είναι συχνά σχετικά χαμηλή, γεγονός που περιορίζει περαιτέρω την εφαρμογή τους σε μεγάλη κλίμακα -. Η σελίδα μας Graphite Bipolar Plate παρέχει περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με αυτό το προϊόν.
5. Χαμηλή θερμική αγωγιμότητα
Ο γραφίτης έχει σχετικά χαμηλή θερμική αγωγιμότητα σε σύγκριση με ορισμένα άλλα υλικά, όπως τα μέταλλα. Στις κυψέλες καυσίμου, η διαχείριση θερμότητας είναι ζωτικής σημασίας για τη διατήρηση της βέλτιστης θερμοκρασίας λειτουργίας. Κατά τη λειτουργία μιας κυψέλης καυσίμου, παράγεται σημαντική ποσότητα θερμότητας. Εάν αυτή η θερμότητα δεν μπορεί να διαλυθεί αποτελεσματικά, μπορεί να οδηγήσει σε αύξηση της θερμοκρασίας της κυψέλης καυσίμου, η οποία μπορεί να έχει αρνητικό αντίκτυπο στην απόδοση και τη διάρκεια ζωής της.
Η χαμηλή θερμική αγωγιμότητα των διπολικών πλακών γραφίτη καθιστά δύσκολη τη μεταφορά της θερμότητας που παράγεται στην κυψέλη καυσίμου στο σύστημα ψύξης. Ως αποτέλεσμα, ενδέχεται να απαιτούνται πρόσθετα στοιχεία απαγωγής θερμότητας -, γεγονός που αυξάνει την πολυπλοκότητα και το κόστος του συστήματος κυψελών καυσίμου. Σε ορισμένες εφαρμογές κυψελών καυσίμου υψηλής ισχύος -, η κακή θερμική αγωγιμότητα των διπολικών πλακών γραφίτη μπορεί να γίνει εμπόδιο, περιορίζοντας την ισχύ εξόδου και την απόδοση της κυψέλης καυσίμου.
Σύναψη
Παρά τα μειονεκτήματα που αναφέρθηκαν παραπάνω, οι διπολικές πλάκες γραφίτη εξακολουθούν να έχουν τα μοναδικά τους πλεονεκτήματα, όπως καλή ηλεκτρική αγωγιμότητα και χημική σταθερότητα σε ορισμένα μη - επιθετικά περιβάλλοντα. Στην εταιρεία μας, εργαζόμαστε συνεχώς για έρευνα και ανάπτυξη για να ξεπεράσουμε αυτά τα μειονεκτήματα. Διερευνούμε νέα υλικά και διαδικασίες κατασκευής για να βελτιώσουμε τις μηχανικές ιδιότητες, να μειώσουμε το κόστος, να ενισχύσουμε την αντίσταση στη διάβρωση και να αυξήσουμε τη θερμική αγωγιμότητα των διπολικών πλακών γραφίτη.
Εάν ενδιαφέρεστε για τις διπολικές πλάκες γραφίτη μας ή έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις σχετικά με τα προϊόντα μας, σας καλωσορίζουμε να επικοινωνήσετε μαζί μας για προμήθεια και περαιτέρω συζητήσεις. Δεσμευόμαστε να παρέχουμε προϊόντα υψηλής ποιότητας - και άριστες υπηρεσίες για να καλύψουμε τις ανάγκες σας.
Αναφορές
«Εγχειρίδιο τεχνολογίας κυψελών καυσίμου» των Wolf Vielstich, Arnold Lamm και Hubert Gasteiger.
"Materials for Fuel Cell Technologies" που επιμελήθηκαν οι John B. Goodenough και Y. - M. Chiang.
Ερευνητικές εργασίες για την απόδοση και την εφαρμογή διπολικών πλακών γραφίτη σε κορυφαία περιοδικά ηλεκτροχημείας και ενεργειακής τεχνολογίας.