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石墨板、石墨模具、石墨電極、石墨盒、石墨舟、碳素制品
石墨板在氫燃料電池領(lǐng)域的應(yīng)用
2021-11-11
氫燃料電池行業(yè)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(jù)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(xué)需求函數(shù)的角度
1) 形成反應(yīng)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(zhì)區(qū)別。就目前的渠道斷面要求而言，基本可以實(shí)現(xiàn)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(qū)別。
2) 電導(dǎo)率/熱導(dǎo)率
從材料性能的總體方向來看，石墨的導(dǎo)電性幾乎是不銹鋼的四倍，并且導(dǎo)熱性比不銹鋼好得多。當(dāng)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(tǒng)。防止通道堵塞、注水等故障
目前的情況是對雙極板表面進(jìn)行一些疏水處理，如在疏水溶液中浸泡，或進(jìn)行其他表面處理。在這個水平上沒有太大的差別。
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(diǎn)上，石墨板完全獲勝。
2、從機(jī)械性能需求的角度
1) 機(jī)械強(qiáng)度。因?yàn)殡p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(diǎn)上優(yōu)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(diǎn)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(qū)域下的厚度。因?yàn)槟壳暗慕饘侔甯。梢赃_(dá)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(dǎo)地位。
3、使用壽命對比
目前，大多數(shù)金屬板供應(yīng)商提供的數(shù)據(jù)在5000~10000小時(shí)之間；石墨板可提供12000到30000小時(shí)的工作時(shí)間。目前，石墨板在這一點(diǎn)上具有明顯的優(yōu)勢。
使用壽命是一個需要長期實(shí)際工程運(yùn)行驗(yàn)證的數(shù)據(jù)。雖然有一些替代的耐久性驗(yàn)證方案和標(biāo)準(zhǔn)，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(shù)。從原材料來看，不銹鋼的單價(jià)接近石墨的兩倍。但是，從加工過程的復(fù)雜性上來看，金屬板的加工過程應(yīng)該比石墨板更容易。
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