לוחות גרפיט דו-קוטביים של תאי דלק מימן הם מרכיבי הליבה של התקני אנרגית מימן כגון תאי דלק של קרום חילופי פרוטונים (PEMFC), תאי דלק תחמוצת מוצק (SOFC) וסוללות זרימה. כגשר המחבר בין סוללות בודדות, הם גם מבצעים ארבע פונקציות מפתח: איסוף זרמים מוליכים, חלוקת גז, ניהול תרמי ובידוד איטום. הם מיוצרים מחומרי גרפיט בטוהר- גבוה (עם תכולת פחמן של יותר מ-99.95% או שווה ל-99.95%) באמצעות תהליכי דחיסה או דחיסה איזוסטטיים-, הכוללים מוליכות גבוהה, עמידות בפני קורוזיה מעולה, מקדם התפשטות תרמית נמוך ואטימות גז טובה. הם אחד מחומרי המפתח ליישום מסחרי של תאי דלק מימן.
| סוג מוצר | תהליך ייצור | תכונות מפתח | יישומים אופייניים |
|---|---|---|---|
| לוחית דו קוטבית איזוסטטית גרפיטית-בטוהר גבוה | כבישה איזוסטטית קרה + גרפיטיזציה בטמפרטורה- גבוהה + עיבוד CNC מדויק | איזוטרופיה מעולה, טוהר גבוה, מוליכות חשמלית ותרמית יוצאת דופן | רכבי נוסעים-יוקרתיים, תאי דלק לתעופה וחלל |
| לוח דו קוטבי גרפיט מרוכב | ערבוב אבקת גרפיט ושרף + כבישה חמה + פחם | עלות נמוכה, חוזק גבוה, אידיאלי לייצור המוני | רכבים מסחריים, ייצור חשמל מבוזר |
| צלחת דו קוטבית גרפיט גמישה | גרפיט מורחב + הספגת שרף + יציקת דחיסה | גמישות טובה וביצועי איטום מעולים | תאי דלק קטנים, ספקי כוח המתנה |
עיצוב מבני ומערכת ערוצי זרימה
לוחית הגרפיט הדו-קוטבית המודרנית מאמצת עיצוב משולב, המשלבת שלושה אזורי ליבה תפקודיים:
אזור ערוץ זרימת תגובה: משתמש בעיצובי ערוצי זרימה מתפתלים, מקבילים, צולבים-או ביו-מימטיים, עם רוחבי תעלות הנעים בין 0.8 ל-2 מ"מ ועומקים הנעים בין 0.5 ל-1.5 מ"מ, ומשיג פיזור אחיד של מימן/חמצן
אזור ערוץ זרימת הקירור: מבודד מערוץ זרימת התגובה, תוך שימוש בעיצובים סימטריים או בצורת- צולב, מה שמבטיח שטמפרטורת הערימה נשלטת בטווח של 60-80 מעלות (PEMFC)
אזור איטום ומיקום: משלב מבני איטום חריצים, תואמים ל-EPDM, פלואורוגומי וכו', עם דיוק מיקום של ±0.1 מ"מ
מידות סטנדרטיות: ניתן להתאמה אישית למפרטים שונים. הגדלים הנפוצים כוללים 200×200×3 מ"מ, 300×300×4 מ"מ ו-400×400×5 מ"מ, המתאימים ליחידות ערימה שונות של 1-500kW.
תכונות ליבה
1. ביצועים אלקטרוכימיים יוצאי דופן
מוליכות גבוהה: ב-התנגדות המישור נמוכה כמו 5-15 μΩ・m, התנגדות המגע היא פחות מ-10 mΩ・cm², מה שמפחית אובדן אוהם
עמידות בפני קורוזיה מצוינת: צפיפות זרם הקורוזיה בסביבה חומצית של תאי דלק (pH=1-3) היא < 1 μA/cm², 3 סדרי גודל נמוכה מזו של לוחות דו-קוטביים מתכתיים, וחיי השירות יכולים להגיע ל-10,000 + שעות
יציבות כימית: אינו מגיב עם מימן, חמצן, מים ואלקטרוליטים, ואין שטיפת יוני מתכת מזהמת את אלקטרודת הממברנה
ניהול תרמי יעיל וביצועים מבניים
מקדם התפשטות תרמית נמוך: בטווח של 20-1000 מעלות, הוא רק 1.5-3.0×10⁻⁶/מעלה. יציבות מימדית מעולה בטמפרטורות גבוהות, הימנעות עיוות של ערימת הסוללות
מוליכות תרמית גבוהה: 120-170W/(m・K), מעביר במהירות חום תגובה, מבטיח טמפרטורה אחידה של ערימת הסוללות
חוזק מכני טוב: חוזק לחיצה 36-100MPa, חוזק כיפוף 18-36MPa, מסוגל לעמוד בלחץ ההרכבה של ערימת הסוללות (1-3MPa)
ביצועי אטימות ובטיחות מעולים
חדירות גז נמוכה: לאחר טיפול בצפיפות, החדירות היא פחות מ-1×10⁻⁷ cm³/(cm²・s・atm), ומונעת למעשה הצלבת מימן- חמצן (פחות מ-0.1%)
עמידות בפני דליקות: חומר גרפיט אינו-דליק, מה שמשפר את הבטיחות של מערכת תאי הדלק
קל משקל: צפיפות 1.75-1.92 גרם/ס"מ³, קל ב-30-50% מלוחות דו-קוטביים מתכתיים, עוזר להגביר את צפיפות ההספק של המערכת
יתרונות התאמה אישית וקיימות
גמישות עיצובית גבוהה: מסוגלת לעבד מבני ערוצי זרימה מורכבים, המתאימים לדרישות צפיפות הספק שונות
ידידותית לסביבה וניתנת למחזור: ניתן למחזר חומר גרפיט, בהתאם לתפיסה של אנרגיית מימן ירוק
יציבות-לטווח ארוך: ביצועים יציבים בטווח הטמפרטורות של -40 מעלות עד 150 מעלות, ניתנים להתאמה לתנאי עבודה קשים
למה לבחור בנו
מתן פתרונות עיצוב בר קיימא במיוחד עבור סוללות זרימה וסוללות מימן-חמצן
למה לבחור במוצרים שלנו
תקני איכות ואישורים
תואם לתקני איכות מימן ISO 14687-2:2019 עבור מערכות תאי דלק מימן
תואם לתקני בדיקת ביצועים SAE J2579 עבור לוחות דו-קוטביים של תאי דלק
יכול לספק דוחות בדיקה של-צד שלישי מ-SGS, UL וכו', העומדים בדרישות של שווקים בינלאומיים כמו האיחוד האירופי וצפון אמריקה
עבר מבחן רמת הגנה IP67, מתאים ליישומים בסביבות קשות
| שדה יישום | יתרונות ליבה | ערך ספציפי |
|---|---|---|
| תאי דלק לרכב נוסעים | משקל קל, מוליכות חשמלית גבוהה, חיי שירות ארוכים | שפר את צפיפות הכוח של המערכת והרחיב את טווח הנסיעה |
| רכבים מסחריים / משאיות-כבדות | עמידות בפני רטט, עמידות בפני קורוזיה, עלות נמוכה | הפחת את עלויות התפעול והתחזוקה של-חיים מלאים |
| ייצור חשמל מבוזר | יציבות מעולה, רעש נמוך, אפס פליטה | לספק כוח המתנה אמין ולתמוך בגילוח שיא של רשת |
| זרימת אחסון אנרגיית הסוללה | עמידות מצוינת בפני קורוזיה אלקטרוליטים, מוליכות יציבה | שפר את היעילות ואת חיי המחזור של מערכות אחסון אנרגיה |
| כלי טיס בלתי מאוישים (מל"טים) / כלי שיט ימיים | צפיפות הספק גבוהה, משקל קל | הארך את זמן הסיבולת והגדל את יכולת העומס |
תגיות פופולריות: מימן-לוח דו קוטבי סוללת חמצן, סין מימן-סוללת חמצן דו קוטבית יצרנים, ספקים, מפעל
