Ako dodávateľ grafitových bipolárnych platní mám-hĺbkové znalosti o tomto produkte. Zatiaľ čo grafitové bipolárne dosky sú široko používané v rôznych oblastiach, najmä v palivových článkoch, majú aj určité nevýhody. V tomto blogu budem podrobne diskutovať o týchto nevýhodách.
1. Mechanická krehkosť
Grafit je pomerne krehký materiál. Grafitové bipolárne platne sú náchylné na praskanie a lámanie počas výroby, manipulácie a prevádzky. Vo výrobnom procese môže každá mierna nesúososť pri rezaní alebo obrábaní viesť k mikrotrhlinám na povrchu bipolárnej platne. Tieto mikro-trhliny nemusia byť okamžite viditeľné, ale môžu časom narásť, najmä pod vplyvom mechanického namáhania a vibrácií.
Ak dosky nie sú pri manipulácii starostlivo umiestnené alebo ak náhodne spadnú, existuje značné riziko rozbitia. V sústave palivových článkov, kde je na sebe naskladaných viacero bipolárnych dosiek, môže tlak a pohyb v sústave tiež spôsobiť mechanické namáhanie grafitových bipolárnych dosiek. Jedna zlomená platňa môže narušiť celý systém palivových článkov, čo vedie k zníženiu výkonu a potenciálne nákladným opravám. Táto mechanická krehkosť obmedzuje rozsah použitia grafitových bipolárnych dosiek, najmä v prostrediach s vysokým mechanickým namáhaním, ako napríklad v mobilných aplikáciách, ako sú elektrické vozidlá. Viac informácií o produktoch súvisiacich s grafitom - nájdete na našej stránke Grafitové komponenty.
2. Vysoké náklady
Výroba grafitových bipolárnych dosiek je zložitý a nákladný proces. Vysoko kvalitné - grafitové materiály, ktoré sú nevyhnutné pre výkon bipolárnych platničiek, sú drahé. Suroviny musia mať vysokú čistotu, dobrú elektrickú vodivosť a chemickú stabilitu. Ťažba a rafinácia týchto grafitových materiálov si vyžaduje pokročilé technológie a veľké množstvo energie, čo výrazne zvyšuje náklady.
Okrem nákladov na suroviny je výrobný proces grafitových bipolárnych dosiek tiež náročný na prácu - a časovo náročný -. Na vytvorenie prietokových kanálov a iných štruktúr na bipolárnych doskách je potrebné presné opracovanie. To zahŕňa použitie špecializovaného vybavenia a vysoko kvalifikovaných pracovníkov. Akákoľvek chyba v procese obrábania môže viesť k odmietnutiu produktu, čo ďalej zvyšuje celkové náklady. V porovnaní s inými typmi bipolárnych platní, ako sú kovové bipolárne platne, sú grafitové bipolárne platne vo všeobecnosti drahšie. Táto vysoká cena spôsobuje, že palivové články využívajúce grafitové bipolárne platne sú na trhu menej konkurencieschopné, najmä pre aplikácie veľkého rozsahu -, kde je cena kritickým faktorom. Viac o našich grafitových produktoch môžete preskúmať na stránke Grafitové základné susceptory.
3. Obmedzená odolnosť proti korózii
Hoci je grafit relatívne stabilný v mnohých chemických prostrediach, v niektorých agresívnych chemických podmienkach môžu byť grafitové bipolárne platne stále korodované. V palivových článkoch môžu mať elektrolyt a reakčné produkty v priebehu času korozívny účinok na bipolárne platne. Napríklad v protónových - membránových palivových článkoch (PEMFC) môže kyslé prostredie postupne erodovať grafitový povrch.
Korózia môže viesť k sérii problémov. Po prvé, môže zmeniť povrchové vlastnosti bipolárnej platne, ako je zníženie jej elektrickej vodivosti. Pri korózii grafitového povrchu sa poškodzujú vodivé cesty, čo má za následok zvýšenie vnútorného odporu palivového článku. To následne znižuje celkovú účinnosť palivového článku. Po druhé, korózia môže tiež spôsobiť uvoľňovanie grafitových častíc do systému palivových článkov. Tieto častice môžu kontaminovať elektrolyt a ďalšie komponenty, čo vedie k ďalšiemu zhoršovaniu výkonu a potenciálnemu zlyhaniu systému. Na udržanie výkonu palivových článkov s grafitovými bipolárnymi doskami sú často potrebné dodatočné ochranné opatrenia proti korózii -, čo zvyšuje náklady a zložitosť systému.
4. Ťažkosti pri hromadnej výrobe
Výroba grafitových bipolárnych dosiek nie je ľahko škálovateľná pre hromadnú výrobu. Výrobný proces vo veľkej miere závisí od presného obrábania, čo je časovo - náročný a prácne - proces. Každá bipolárna doska musí byť starostlivo opracovaná, aby sa zabezpečila presnosť prietokových kanálov a iných štruktúr. To sťažuje rýchle zvýšenie objemu výroby, aby sa uspokojil rastúci dopyt trhu.
Okrem toho je výzvou aj kontrola kvality v hromadnej výrobe. Kvôli mechanickej krehkosti grafitu je ťažké zabezpečiť, aby každá bipolárna platňa spĺňala prísne normy kvality počas veľkosériovej výroby -. Dokonca aj malá chyba na jednej doske môže ovplyvniť výkon celej sady palivových článkov. Výsledkom je, že výťažok výroby grafitových bipolárnych dosiek je často relatívne nízky, čo ešte viac obmedzuje ich použitie vo veľkom -. Naša stránka Graphite Bipolar Plate poskytuje ďalšie podrobnosti o tomto produkte.
5. Nízka tepelná vodivosť
Grafit má relatívne nízku tepelnú vodivosť v porovnaní s niektorými inými materiálmi, ako sú kovy. V palivových článkoch je manažment tepla rozhodujúci pre udržanie optimálnej prevádzkovej teploty. Počas prevádzky palivového článku vzniká značné množstvo tepla. Ak sa toto teplo nedokáže efektívne odviesť, môže to viesť k zvýšeniu teploty palivového článku, čo môže mať negatívny vplyv na jeho výkon a životnosť.
Nízka tepelná vodivosť grafitových bipolárnych dosiek sťažuje prenos tepla generovaného v palivovom článku do chladiaceho systému. V dôsledku toho môžu byť potrebné ďalšie komponenty na odvádzanie tepla -, čo zvyšuje zložitosť a náklady na systém palivových článkov. V niektorých aplikáciách palivových článkov s vysokým výkonom - sa slabá tepelná vodivosť grafitových bipolárnych dosiek môže stať prekážkou, ktorá obmedzí výstupný výkon a účinnosť palivového článku.
Záver
Napriek vyššie uvedeným nevýhodám majú grafitové bipolárne platne stále svoje jedinečné výhody, ako je dobrá elektrická vodivosť a chemická stabilita v niektorých - neagresívnych prostrediach. V našej spoločnosti neustále pracujeme na výskume a vývoji, aby sme tieto nedostatky prekonali. Skúmame nové materiály a výrobné procesy na zlepšenie mechanických vlastností, zníženie nákladov, zvýšenie odolnosti proti korózii a zvýšenie tepelnej vodivosti grafitových bipolárnych dosiek.
Ak máte záujem o naše grafitové bipolárne platne alebo máte akékoľvek otázky týkajúce sa našich produktov, uvítame, ak nás kontaktujete kvôli obstarávaniu a ďalšej diskusii. Zaviazali sme sa poskytovať produkty vysokej kvality - a vynikajúce služby, aby sme splnili vaše potreby.
Referencie
"Príručka technológie palivových článkov" od Wolfa Vielsticha, Arnolda Lamma a Huberta Gasteigera.
„Materiály pre technológie palivových článkov“, editovali John B. Goodenough a Y. - M. Chiang.
Výskumné práce o výkone a aplikácii grafitových bipolárnych dosiek v popredných časopisoch elektrochémie a energetických technológií.