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石墨板在氫燃料電池領域的應用

發布時間:2022/01/14

  氫燃料電池行業一直存在著爭議或討論,即氫燃料電池的未來是金屬板還是石墨板?;谶@一主題,我們根據石墨板的性能要求和成本做了一些簡單的分析。


  1、從電化學需求函數的角度


      1) 形成反應氣體和冷卻劑通道。


      從這個角度來看,石墨板和金屬板兩者之間沒有本質區別。就目前的渠道斷面要求而言,基本可以實現功能,加工后的石墨板在異形渠道加工方面會略有不足;模壓石墨板和沖壓金屬板的流道類型幾乎沒有區別。


      2) 電導率/熱導率


      從材料性能的總體方向來看,石墨的導電性幾乎是不銹鋼的四倍,并且導熱性比不銹鋼好得多。當然,就需求而言,金屬板和石墨板都能滿足燃料電池的需求。


      3) 排水系統。防止通道堵塞、注水等故障


      目前的情況是對雙極板表面進行一些疏水處理,如在疏水溶液中浸泡,或進行其他表面處理。在這個水平上沒有太大的差別。




石墨板




      4) 耐腐蝕性。主要用于延長使用壽命


      為了提高不銹鋼金屬板的耐蝕性,采用了多種工藝涂層處理方法,但至少目前的情況是石墨板無法比擬的。在這一點上,石墨板完全獲勝。


  2、從機械性能需求的角度


      1) 機械強度。因為雙極板在整個堆棧中起著支撐作用。相對而言,金屬板在這一點上優于石墨板。特別是在疊層組裝后的鎖緊力作用下,石墨板可能存在擠壓缺陷,這一點非常重要。


      2) 功率密度問題。


      就密度而言,不銹鋼的密度大約是石墨的4倍,因此從重量減輕的角度來看,我們必須考慮最終雙極板的體積和相同區域下的厚度。因為目前的金屬板更薄,可以達到1.1~1.3mm;比較薄的石墨板也約為1.3~1.6mm。因此,從這個角度來看,金屬板的體積功率密度更占主導地位。


  3、使用壽命對比


      目前,大多數金屬板供應商提供的數據在5000~10000小時之間;石墨板可提供12000到30000小時的工作時間。目前,石墨板在這一點上具有明顯的優勢。


      使用壽命是一個需要長期實際工程運行驗證的數據。雖然有一些替代的耐久性驗證方案和標準,但只能作為參考。


  4、成本問題


      影響成本的因素來自兩個層面。一是材料本身;二是加工技術。從原材料來看,不銹鋼的單價接近石墨的兩倍。但是,從加工過程的復雜性上來看,金屬板的加工過程應該比石墨板更容易。本文選擇:石墨電極 http://www.thelifeofkiley.com


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