Les Jeux olympiques d'hiver de Pékin sont un bon scénario d'application pour les véhicules à hydrogène, qui sont utilisés à basse température et n'ont pratiquement aucune émission de carbone tout au long du cycle.piles à combustible à hydrogène, les batteries au lithium et le carburant seront divisés en trois parties. Les véhicules à pile à combustible à hydrogène sont principalement composés de plusieurs parties, système de batterie, système de propulsion du moteur, système de commande du véhicule,système de stockage d'énergie auxiliaireParmi eux, la plaque bipolaire de graphite qui sera introduite aujourd'hui est un composant important de la pile à combustible.
La pile de cellules à combustible à membrane d'échange de protons est assemblée à partir d'une seule cellule en série, dans laquelle la seule cellule se compose d'une plaque d'anode, d'une MEA (électrode de membrane) et d'une plaque cathodique.la tension de fonctionnement d'une seule cellule est de 0.6~0.85V, et le nombre de cellules individuelles en série peut être sélectionné selon les besoins lors de l'intégration d'une pile de piles à combustible.la masse de la plaque bipolaire représente 60-80% de la pile de piles à combustible, le coût représente 20 à 40% et occupe presque tout le volume de l'ensemble de la pile à combustible.
Le rôle de la plaque bipolaire dans la pile de piles à combustible à hydrogène est principalement de drainer et de soutenir la conduction, de sorte que sa propre plaque bipolaire a certaines exigences de performance:
1D'une part, une conductivité élevée est requise, car elle comporte une certaine résistance mécanique;
2En plus de la conduction du courant, l'étanchéité à l'air est meilleure;
3. une autre est pendant l'utilisation, parce que l'environnement de plaque bipolaire doit avoir une bonne résistance à la corrosion, et il doit répondre à la même durée de vie que le véhicule;
4En outre, pour l'application de notre automobile, il y a un coût plus sensible, de sorte que l'efficacité de fabrication de la plaque d'électrode doit être élevée,et son coût de fabrication doit être réduit.
plaque bipolaire métallique
1À l'heure actuelle, les plaques bipolaires peuvent être principalement divisées en deux catégories, l'une est la plaque métallique et l'autre est la plaque de graphite.Dans ce morceau de plaques bipolaires avec des paramètres différents, ils ont leurs propres avantages, mais il y a aussi des inconvénients, de sorte que ces deux mots peuvent être considérés comme une concurrence et un complément l'un de l'autre.
2Le principal avantage de la plaque bipolaire métallique est qu'elle a une bonne résistance mécanique, une bonne étanchéité à l'air, et la plaque peut être rendue très mince, ce qui est un grand avantage en termes de densité de puissance,mais le problème existant est le problème de la corrosionIl y a actuellement quelques problèmes avec la durée de vie.
3La plaque de graphite est relativement résistante en termes de conductivité électrique et thermique, y compris la résistance à la corrosion et la durée de vie, mais à l'heure actuelle, peu importe le type de plaque de graphite qu'il s'agit,Actuellement, en raison de la résistance mécanique, le double de l'épaisseur de la plaque est trop épais, donc le volume de notre pile est trop grand.
En outre, il existe une plaque composite bipolaire, qui est en fait un double substrat à base de graphite au sens strict.qui sont formés par un procédé de moulageRelativement parlant, on peut dire que les plaques bipolaires de graphite sont un équilibre de performance entre les plaques bipolaires métalliques et les plaques bipolaires de graphite traditionnelles.avec une résistance mécanique relativement élevée et une ténacité relativement élevée, donc dans la conception correspondante des matériaux, il peut apporter la légèreté et la minceur de ce produit, et l'étanchéité à l'air est meilleure, mais il y a peu de fabricants actuellement en production.Il y a des inconvénients avec le carton composite., résistance élevée et coût initial élevé du moule.
Actuellement, les véhicules à pile à combustible à hydrogène sont principalement des véhicules utilitaires.et utilisent principalement des plaques bipolaires de graphiteEn prenant comme exemple les plaques bipolaires de graphite utilisées dans les véhicules utilitaires à pile à combustible à hydrogène, le prix actuel du marché est d'environ 150 yuans par groupe,tandis que le nombre de plaques bipolaires requises pour un véhicule utilitaire équipé d'une pile de 75 kW est d'environ 300 groupesLe coût de la plaque est de 45 000 yuans, et le coût de la pile entière est de plus de 100 000 yuans.On constate que la valeur de production actuelle de l'industrie du traitement des plaques bipolaires de graphite est très élevée..
Bus à énergie hydrogène
En 2020, l'application des systèmes de piles à combustible sur le marché concerne principalement les véhicules utilitaires et les composants de base des piles à piles à combustible sont principalement des piles en plaques de graphite.D'un point de vue de développement futurLes plaques bipolaires de graphite occuperont encore longtemps le marché des véhicules utilitaires.
Le graphite est un bon conducteur de la chaleur et de l'électricité. Il présente les avantages d'une conductivité électrique élevée, d'une stabilité chimique, d'une stabilité thermique, d'une résistance à la corrosion et d'une faible densité.Il a des avantages inhérents et uniques pour faire des plaques bipolaires.
Comme le graphite est un matériau poreux et fragile avec une faible résistance et une faible ductilité (relativement fragile), il est difficile de satisfaire aux exigences d'étanchéité à l'air des plaques bipolaires.pendant la transformationLa plaque bipolaire de graphite non poreuse avec une bonne étanchéité à l'air.
Par conséquent, la plaque bipolaire de graphite a des exigences élevées sur le processus de fabrication pendant la fabrication,Sinon, il est facile de faire la plaque bipolaire fabriquée ont une porosité élevée et mauvaise étanchéité à l'air, et l'installation d'une pile de piles à combustible affectera non seulement les performances de la pile, mais peut également entraîner une fuite d'hydrogène et des risques pour la sécurité.
Pourquoi la plaque bipolaire de graphite occupe-t-elle une si grande part de marché, et comment passe-t-elle de graphite à plaque bipolaire étape par étape?
1Préparation de matières premières
À une température élevée de 1000 à 1300 °C, le coke et le gazole sont mélangés pour former du carbone, puis le matériau de carbone est imprégné de gazole, cuit,et ensuite graphité à une température élevée de 2500 à 3000 °C dans un four électrique.
2- À découper.
Selon la taille de conception de la machine bipolaire, le traitement préliminaire des tranches brutes est effectué.
3Impregnation
Après la découpe, un traitement d'imprégnation de résine est effectué pour remplir la surface et les pores internes du graphite, généralement immergé pendant 24 heures, puis un traitement thermique est effectué pour durcir la résine.Selon la différence de la résine d'imprégnation, il est divisé en graphite imprégnée de phénol et en graphite imprégnée d'alcool furfurylique.
4Le ponçage
La taille de la plaque bipolaire après coupure est relativement rugueuse, et la finition de surface de la plaque bipolaire de graphite imprégnée est également médiocre, il est donc nécessaire de broyer,y compris le broyage grossier, le broyage moyen et le broyage fin.
5. Graverie
La gravure est une étape clé dans la fabrication de plaques bipolaires.
