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  • 1 # 新之助的同學

    質子交換膜燃料電池的雙極板型別。

    首先雙極板的作用是分隔陰陽極,不讓氧化劑和燃料直接接觸;分佈反應物和生成物;傳導電流和熱量;冷卻電池;支撐電極的作用。

    雙極板的分類一般就是按照材料分:

    一金屬材料,優點是加工方便,強度高。金屬及合金有良好的力學效能和導電效能,且價格便宜;在服役環境中金屬表面容易形成鈍化膜, 雖然這些鈍化膜減緩了腐蝕速率, 但這些鈍化膜的電導率低, 從而導致燃料電池的輸出功率和使用壽命降低。金屬材料在服役條件下的導電性和耐蝕性具有矛盾性, 如何解決這對矛盾, 實現材料的導電性和耐蝕性的合理匹配, 是金屬雙極板技術提升的一大瓶頸。目前, 解決導電性與耐蝕性問題的最有效方法是金屬表面進行塗層改性, 塗層後的金屬雙極板能在保證良好導電性的同時提高雙極板的耐蝕性, 保障整個體系的服役壽命提升。但是不同金屬材料表面塗層改性後表現出的效能各有差異, 因此, 選擇合適的基材與塗層材料是金屬雙極板實現在雙極板上廣泛運用的關鍵。

    又下分為:1不鏽鋼雙極板塗層,3鋁合金基體與塗層,4鈦合金基體與塗層等。

    二石墨材料,優點是導電性和導熱性好,化學穩定性好。石墨是最早開發的雙極板材料。相比金屬及合金雙極板而言, 石墨雙極板具有低密度、 良好的耐蝕性, 與碳纖維擴散層之間有很好的親和力等優點, 可以滿足燃料電池長期穩定執行的要求。但是, 石墨的孔隙率大、 力學強度較低、 脆性大, 為了阻止工作氣體滲過雙極板, 且滿足力學效能的設計,石墨雙極板通常較厚, 導致石墨材料的體積和質量較大。另外, 由於石墨材料的加工效能差、 成品率低, 使得製造成本增加。

    三複合材料,比如高分子樹脂基體和石墨等導電填料組成,優點是防腐蝕或者特殊效能。相比金屬雙極板和石墨而言, 複合雙極板綜合了上述兩種雙極板的優點, 具有耐腐蝕、 易成型、 體積小、 強度高等特點, 是雙極板材料的發展趨勢之一。但是目前生產的複合雙極板的接觸電阻高、 成本高, 這是科研工作者目前正在攻克的難題。

    這裡簡單說明一下優點,因為雙極板作為燃料電池的一個大的模組,細節的內容非常多,希望多多積累。

    針對不同型別的雙極板進行效能改進等研究,目標是效能的改善和成本的降低,這樣才能實現雙極板的大規模的商業化。

    如果按照其上的流場分,可以分為:平行流場、蛇形流場、交指流場、點狀流場、擋板流場、三維流場等。同時流場的型別可以組合和改進,創造新型流場。

    如果按照冷卻方式分類,有水冷和空冷。

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