Graphit-Bipolarplatten für Wasserstoff-Brennstoffzellen sind die Kernkomponenten von Wasserstoff-Energiegeräten wie Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellen (PEMFC), Festoxid-Brennstoffzellen (SOFC) und Durchflussbatterien. Als Verbindungsbrücke zwischen einzelnen Batterien übernehmen sie außerdem vier Schlüsselfunktionen: leitfähige Stromsammlung, Gasverteilung, Wärmemanagement und abdichtende Isolierung. Sie werden aus hochreinem Graphitmaterial (mit einem Kohlenstoffgehalt von mindestens 99,95 %) durch isostatisches Pressen oder Formpressen von Verbundwerkstoffen hergestellt und zeichnen sich durch hohe Leitfähigkeit, ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten und gute Gasdichtheit aus. Sie sind eines der Schlüsselmaterialien für die kommerzielle Anwendung von Wasserstoff-Brennstoffzellen.
| Produkttyp | Herstellungsprozess | Hauptmerkmale | Typische Anwendungen |
|---|---|---|---|
| Hochreine isostatische Graphit-Bipolarplatte | Kaltisostatisches Pressen + Hochtemperaturgraphitierung + Präzisions-CNC-Bearbeitung | Ausgezeichnete Isotropie, hohe Reinheit, hervorragende elektrische und thermische Leitfähigkeit | Hochwertige Personenkraftwagen, Brennstoffzellen für die Luft- und Raumfahrt |
| Bipolarplatte aus zusammengesetztem Graphit | Graphitpulver- und Harzmischung + Heißpressen + Karbonisierung | Niedrige Kosten, hohe Festigkeit, ideal für die Massenproduktion | Nutzfahrzeuge, dezentrale Stromerzeugung |
| Flexible Graphit-Bipolarplatte | Blähgraphit + Harzimprägnierung + Formpressen | Gute Flexibilität und hervorragende Dichtungsleistung | Kleine Brennstoffzellen, Notstromversorgungen |
Strukturelles Design und Strömungskanalsystem
Die moderne Graphit-Bipolarplatte verfügt über ein integriertes Design, das drei Kernfunktionsbereiche integriert:
Bereich des Reaktionsflusskanals: Verwendet serpentinenförmige, parallele, kreuzförmige oder biomimetische Flusskanaldesigns mit Kanalbreiten von 0,8 bis 2 mm und Tiefen von 0,5 bis 1,5 mm, um eine gleichmäßige Verteilung von Wasserstoff/Sauerstoff zu erreichen
Bereich des Kühlströmungskanals: Ist durch symmetrische oder kreuzförmige Konstruktionen vom Reaktionsströmungskanal isoliert und stellt sicher, dass die Stapeltemperatur innerhalb von 60–80 Grad (PEMFC) kontrolliert wird.
Dichtungs- und Positionierungsbereich: Integriert Nutdichtungsstrukturen, kompatibel mit EPDM, Fluorkautschuk usw., mit einer Positionierungsgenauigkeit von ±0,1 mm
Standardabmessungen: Anpassbar für verschiedene Spezifikationen. Zu den gängigen Größen gehören 200 × 200 × 3 mm, 300 × 300 × 4 mm und 400 × 400 × 5 mm, geeignet für Stack-Einheiten unterschiedlicher Leistungsstufen von 1–500 kW.
Kernfunktionen
1. Hervorragende elektrochemische Leistung
Hohe Leitfähigkeit: Der spezifische Widerstand in der Ebene beträgt nur 5–15 μΩ・m, der Kontaktwiderstand beträgt weniger als 10 mΩ・cm², wodurch der Ohmsche Verlust reduziert wird
Hervorragende Korrosionsbeständigkeit: Die Korrosionsstromdichte in der sauren Umgebung der Brennstoffzelle (pH=1-3) beträgt < 1 μA/cm², 3 Größenordnungen niedriger als die von Bipolarplatten aus Metall, und die Lebensdauer kann 10,000 + Stunden erreichen
Chemische Stabilität: Reagiert nicht mit Wasserstoff, Sauerstoff, Wasser und Elektrolyten, und die Membranelektrode wird nicht durch Metallionenauswaschung verunreinigt
Effizientes Wärmemanagement und strukturelle Leistung
Niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient: Im Bereich von 20–1000 Grad beträgt er nur 1,5–3,0×10⁻⁶/Grad. Hervorragende Dimensionsstabilität bei hohen Temperaturen, wodurch eine Verformung des Batteriestapels vermieden wird
Hohe Wärmeleitfähigkeit: 120–170 W/(m·K), schnelle Übertragung der Reaktionswärme und Gewährleistung einer gleichmäßigen Temperatur des Batteriestapels
Gute mechanische Festigkeit: Druckfestigkeit 36–100 MPa, Biegefestigkeit 18–36 MPa, hält dem Montagedruck des Batteriestapels (1–3 MPa) stand.
Hervorragende Luftdichtheit und Sicherheitsleistung
Geringe Gasdurchlässigkeit: Nach der Verdichtungsbehandlung beträgt die Durchlässigkeit weniger als 1×10⁻⁷ cm³/(cm²・s・atm), wodurch ein Wasserstoff-{2}}Sauerstoff-Übergang wirksam verhindert wird (weniger als 0,1 %).
Entflammbarkeitsbeständigkeit: Graphitmaterial ist nicht -entflammbar, was die Sicherheit des Brennstoffzellensystems erhöht
Leichtgewicht: Dichte 1,75–1,92 g/cm³, 30–50 % leichter als Bipolarplatten aus Metall, was zur Erhöhung der Leistungsdichte des Systems beiträgt
Vorteile bei Individualisierung und Nachhaltigkeit
Hohe Designflexibilität: Kann komplexe Strömungskanalstrukturen verarbeiten und ist für unterschiedliche Leistungsdichteanforderungen geeignet
Umweltfreundlich und recycelbar: Graphitmaterial kann im Einklang mit dem Konzept der grünen Wasserstoffenergie recycelt werden
Langzeitstabilität: Stabile Leistung im Temperaturbereich von -40 Grad bis 150 Grad, anpassbar an raue Arbeitsbedingungen
Warum sollten Sie sich für uns entscheiden?
Bereitstellung nachhaltiger Designlösungen speziell für Flussbatterien und Wasserstoff--Sauerstoffbatterien
Warum sollten Sie sich für unsere Produkte entscheiden?
Qualitätsstandards und Zertifizierungen
Konform mit den Wasserstoffqualitätsstandards ISO 14687-2:2019 für Wasserstoff-Brennstoffzellensysteme
Entspricht den Leistungsteststandards SAE J2579 für Bipolarplatten von Brennstoffzellen
Kann Testberichte von Drittanbietern-von SGS, UL usw. bereitstellen, die den Anforderungen internationaler Märkte wie der EU und Nordamerika entsprechen
Bestandener IP67-Schutzgradtest, geeignet für Anwendungen in rauen Umgebungen
| Anwendungsbereich | Kernvorteile | Spezifischer Wert |
|---|---|---|
| Brennstoffzellen für Pkw | Geringes Gewicht, hohe elektrische Leitfähigkeit, lange Lebensdauer | Verbessern Sie die Leistungsdichte des Systems und erweitern Sie die Reichweite |
| Nutzfahrzeuge/Schwere -Lkw | Vibrationsfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, niedrige Kosten | Reduzieren Sie die Betriebs- und Wartungskosten über den gesamten Lebenszyklus hinweg |
| Dezentrale Stromerzeugung | Hervorragende Stabilität, geringe Geräuschentwicklung, keine Emissionen | Stellen Sie zuverlässige Standby-Stromversorgung bereit und unterstützen Sie die Spitzenlastbeseitigung im Netz |
| Flow-Batterie-Energiespeicher | Hervorragende Beständigkeit gegen Elektrolytkorrosion, stabile Leitfähigkeit | Verbessern Sie die Effizienz und Lebensdauer von Energiespeichersystemen |
| Unbemannte Luftfahrzeuge (UAVs) / Marineschiffe | Hohe Leistungsdichte, geringes Gewicht | Verlängern Sie die Ausdauerzeit und erhöhen Sie die Belastbarkeit |
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