پودر گرافیت کربن در سلول های سوخت چگونه استفاده می شود؟

پودر گرافیت کربن یک ماده قابل توجه با طیف گسترده ای از برنامه ها است و یکی از امیدوار کننده ترین و مهیج ترین مناطق استفاده از آن در سلول های سوخت است. من به عنوان تأمین کننده پودر گرافیت کربن با کیفیت بالا ، من دست اول شاهد بوده ام که چگونه این ماده به توسعه و عملکرد سلول های سوختی کمک می کند. در این وبلاگ ، نحوه استفاده از پودر گرافیت کربن در سلول های سوخت را به تفصیل بررسی خواهم کرد.

اصول سلولهای سوختی

قبل از بررسی نقش پودر گرافیت کربن ، درک سلولهای سوختی ضروری است. سلول سوخت یک دستگاه الکتروشیمیایی است که انرژی شیمیایی را از سوخت مانند هیدروژن به طور مستقیم از طریق یک واکنش شیمیایی با اکسیژن یا ماده اکسید کننده دیگر به برق تبدیل می کند. بر خلاف موتورهای احتراق سنتی ، سلولهای سوختی بدون احتراق کار می کنند و این باعث می شود آنها کارآمدتر شوند و آلاینده های کمتری تولید کنند.

سلولهای سوخت از سه مؤلفه اصلی تشکیل شده اند: یک آند ، یک کاتد و یک الکترولیت. در آند ، سوخت اکسیده می شود و الکترون ها و یونها را آزاد می کند. الکترون ها از طریق یک مدار خارجی جریان می یابند و جریان الکتریکی را تولید می کنند ، در حالی که یونها از طریق الکترولیت به کاتد حرکت می کنند. در کاتد ، یون ها ، الکترون ها و یک اکسیدان ترکیب می شوند تا یک محصول را به طور معمول در مورد سلولهای سوخت هیدروژن تشکیل دهند.

خواص پودر گرافیت کربن

پودر گرافیت کربن دارای چندین خاصیت است که آن را برای کاربردهای سلول سوخت بسیار مناسب می کند:

1. هدایت الکتریکی بالا: گرافیت یک هادی عالی از برق است. ساختار منحصر به فرد آن ، با الکترونهای دلخراش در لایه های شش ضلعی آن ، امکان جریان الکترون کارآمد را فراهم می کند. این خاصیت در سلولهای سوختی بسیار مهم است ، جایی که الکترون ها برای تولید برق باید از طریق یک مدار خارجی از آند به کاتد منتقل شوند.
2. عدم ابعاد شیمیایی: پودر گرافیت کربن از نظر شیمیایی پایدار و در برابر خوردگی مقاوم است. در محیط شیمیایی سخت یک سلول سوختی ، که در آن عوامل اکسید کننده و کاهش دهنده قوی وجود دارد ، عدم تحرک شیمیایی گرافیت ، دوام و قابلیت اطمینان طولانی مدت آن را تضمین می کند.
3. هدایت حرارتی بالا: سلولهای سوخت در حین کار گرما تولید می کنند. هدایت حرارتی بالا پودر گرافیت کربن به از بین رفتن این گرما کمک می کند ، از گرمای بیش از حد و حفظ دمای بهینه عملکرد سلول سوخت جلوگیری می کند.
4. تخلخل: پودر گرافیت را می توان برای داشتن ساختار متخلخل مهندسی کرد. این تخلخل مفید است زیرا یک سطح بزرگ برای واکنش های الکتروشیمیایی ایجاد می کند و باعث افزایش کارایی سلول سوخت می شود.

کاربردهای پودر گرافیت کربن در سلول های سوختی

صفحات دو قطبی

صفحات دو قطبی یکی از مهمترین اجزای موجود در پشته سلول سوخت است. آنها عملکردهای مختلفی را ارائه می دهند ، از جمله جدا کردن سلولهای جداگانه در پشته ، توزیع سوخت و گازهای اکسیدان به طور مساوی در الکترودها ، جمع آوری و انجام برق تولید شده و پشتیبانی مکانیکی.

پودر گرافیت کربن به طور گسترده ای در ساخت صفحات دو قطبی مورد استفاده قرار می گیرد. با مخلوط کردن پودر گرافیت با چسب و سپس قالب بندی و پخت مخلوط ، می توان صفحات دو قطبی با کارایی بالا را تولید کرد. هدایت الکتریکی بالای گرافیت ، انتقال الکترون کارآمد بین سلول ها را تضمین می کند ، در حالی که عدم تحرک شیمیایی آن صفحات را از خوردگی در محیط اسیدی یا قلیایی سلول سوخت محافظت می کند. علاوه بر این ، تخلخل صفحات دو قطبی مبتنی بر گرافیت را می توان برای بهینه سازی انتشار گاز کنترل کرد و امکان توزیع واکنش بهتر و بهبود عملکرد سلول را فراهم می آورد.

ما انواع مختلفی از پودر گرافیت را برای کاربردهای صفحه دو قطبی ارائه می دهیم ، مانندپودر گرافیت UHPوتپودر گرافیت با خلوص بالابشر این پودرهای گرافیتی با خلوص بالا دارای ناخالصی های کمتری هستند که می تواند خصوصیات الکتریکی و شیمیایی صفحات دو قطبی را بیشتر کند.

لایه های انتشار گاز

لایه های انتشار گاز (GDL) بین صفحات دو قطبی و الکترودهای موجود در یک سلول سوخت قرار دارند. عملکرد اصلی آنها تسهیل حمل و نقل گازهای واکنش دهنده (سوخت و اکسیدان) از صفحات دو قطبی به لایه کاتالیزور و از بین بردن محصولات واکنش مانند آب از لایه کاتالیزور است.

پودر گرافیت کربن یک ماده اصلی برای GDL است. ساختار متخلخل پودر گرافیت امکان انتشار گاز کارآمد را فراهم می کند. هنگامی که پودر گرافیت به GDL پردازش می شود ، شبکه ای از منافذ را تشکیل می دهد که جریان صاف گازها را فعال می کند. علاوه بر این ، هدایت الکتریکی گرافیت به انجام الکترون ها از لایه کاتالیزور به صفحه دو قطبی کمک می کند.پودر گرافیت پوسته طبیعیاغلب به دلیل ساختار بی نظیر آن در GDL ها مورد استفاده قرار می گیرد - مانند ساختار مانند ، که می تواند انتشار گاز بهتر و هدایت الکتریکی را فراهم کند.

کاتالیزور پشتیبانی می کند

در سلولهای سوخت ، از کاتالیزورها برای سرعت بخشیدن به واکنشهای الکتروشیمیایی در آند و کاتد استفاده می شود. پودر گرافیت کربن می تواند به عنوان یک ماده پشتیبانی برای این کاتالیزورها باشد. سطح بزرگ پودر گرافیت بستر پراکندگی ذرات کاتالیزور را فراهم می کند ، باعث افزایش سطح تماس بین کاتالیزور و واکنش دهنده ها می شود و در نتیجه فعالیت کاتالیزوری را تقویت می کند.

پایداری شیمیایی گرافیت تضمین می کند که پشتیبانی کاتالیزور در طول عملکرد سلول سوخت دست نخورده باقی می ماند و از تجمع و پخت ذرات کاتالیزور جلوگیری می کند ، که می تواند فعالیت آنها را کاهش دهد. با استفاده از پودر گرافیت کربن به عنوان پشتیبانی کاتالیزور ، عملکرد کلی و دوام سلول سوخت می تواند به طور قابل توجهی بهبود یابد.

مزایای استفاده از پودر گرافیت کربن ما در سلول های سوخت

به عنوان یک تأمین کننده ، ما در ارائه پودر گرافیت کربن با کیفیت بالا برای کاربردهای سلول سوخت افتخار می کنیم. محصولات ما مزایای زیر را دارند:

1. کیفیت ثابت: ما اقدامات دقیق کنترل کیفیت را در اختیار داریم تا اطمینان حاصل کنیم که هر دسته از پودر گرافیت با بالاترین استانداردها مطابقت دارد. این قوام برای تولید کنندگان سلول های سوخت بسیار مهم است ، زیرا امکان عملکرد سلول سوخت قابل اعتماد و قابل تکرار را فراهم می کند.
2. سفارشی سازی: ما می دانیم که طرح های مختلف سلولهای سوخت ممکن است به خصوصیات خاصی از پودر گرافیت نیاز داشته باشد. بنابراین ، ما خدمات سفارشی سازی را ارائه می دهیم ، اندازه ذرات ، خلوص و تخلخل پودر گرافیت را با توجه به نیاز مشتری تنظیم می کنیم.
3. پشتیبانی فنی: تیم متخصصان ما همیشه آماده ارائه پشتیبانی فنی به مشتریان ما هستند. این که آیا این توصیه در مورد انتخاب پودر گرافیت مناسب یا کمک به فرآیند تولید است ، ما متعهد هستیم که به مشتریان خود کمک کنیم تا بهترین نتیجه را در کاربردهای سلول سوخت خود بدست آورند.

چشم انداز آینده

انتظار می رود تقاضا برای سلولهای سوختی در سالهای آینده به میزان قابل توجهی رشد کند ، که ناشی از نیاز فزاینده به منابع انرژی تمیز و کارآمد است. در نتیجه ، تقاضا برای پودر گرافیت کربن با کیفیت بالا برای کاربردهای سلول سوخت نیز افزایش می یابد.

ما دائماً در حال سرمایه گذاری در تحقیق و توسعه برای بهبود خواص پودر گرافیت کربن خود و تولید محصولات جدید هستیم که می تواند نیازهای در حال تحول صنعت سلول سوخت را برآورده کند. ما معتقدیم که پودر گرافیت کربن همچنان نقش مهمی در توسعه و تجاری سازی سلولهای سوختی دارد و به آینده ای پایدار و پاک انرژی کمک می کند.

تماس با شما برای تهیه

اگر در صنعت سلول سوخت شرکت کرده اید و به دنبال پودر گرافیت کربن با کیفیت بالا هستید ، ما خوشحال می شویم که در مورد نیازهای شما بحث کنیم. تیم فروش باتجربه ما آماده است تا اطلاعات دقیق محصول و قیمت گذاری رقابتی را در اختیار شما قرار دهد. لطفاً برای شروع مذاکره تهیه ، به ما دسترسی پیدا کنید.

منابع

1. Larminie ، J. ، & Dicks ، A. (2003). سیستم های سلول سوخت توضیح داده شده است. ویلی
2. Vielstich ، W. ، Lamm ، A. ، & Gasteiger ، HA (2003). کتابچه راهنمای سلولهای سوخت: اصول ، فناوری و برنامه ها. ویلی
3. ژانگ ، جی. ، و شن ، پ.ک (2011). مواد کربن برای خازن های الکتروشیمیایی. بررسی انجمن شیمیایی ، 40 (2) ، 797 - 828.