Obwohl bipolare Graphitplatten für Brennstoffzellen, Graphitteile für photovoltaische thermische Felder und metallurgische Graphitkomponenten alle synthetische Graphitrohstoffe verwenden, sind ihre Entwurfsziele und Bewertungsstandards völlig unterschiedlich. Photovoltaik-Graphit konzentriert sich auf hohe Temperaturbeständigkeit, geringe Verunreinigungen und Anti-Siliziumdampferosion; metallurgischer Graphit betont die Korrosionsbeständigkeit gegenüber geschmolzenem Salz; Graphit-Bipolarplatten müssen ein Gleichgewicht zwischen elektrischer Leitfähigkeit, geringer Gasdurchlässigkeit, Biegefestigkeit und präziser Strömungsfeldkanalgeometrie herstellen.
Die Gasdurchlässigkeit ist der zentrale Indikator von Graphit-Bipolarplatten. Wasserstoff und Luft können nicht durch die Plattenmatrix entweichen, andernfalls sinkt die Effizienz der Brennstoffzelle und es entstehen Sicherheitsrisiken. Reiner Graphit hat miteinander verbundene innere Poren, daher ist die Harzimprägnierung ein notwendiges Verfahren, um Porenkanäle zu blockieren. Die Imprägnierungsformel und der Prozess bestimmen die Gasdichtheit, und ein übermäßiger Harzgehalt verringert die elektrische Leitfähigkeit. Dadurch entsteht eine Balance-Herausforderung, die es bei herkömmlichen Graphitprodukten nicht gibt.
Die Bearbeitung von Strömungsfeldkanälen ist eine weitere große Schwierigkeit. Auf dünnen Graphitplatten müssen komplexe schlangenförmige, ineinandergreifende Strömungsnuten bearbeitet werden, die eine hohe Maßgenauigkeit und Gratfreiheit erfordern. Winzige Grate, die während des Stapelbetriebs abfallen, können die Protonenaustauschmembran durchstoßen und zum Ausfall des Stapels führen. Daher sind die Standards für die Reinigung und Entgratung von Graphit-Bipolarplatten nach der Bearbeitung weitaus strenger als für gewöhnliche Graphitkomponenten.
Derzeit gibt es zwei technische Wege: maschinell bearbeitete Bipolarplatten aus dichtem Graphit und formgepresste Verbundgraphitplatten. Bearbeitete Graphitplatten werden für Hochleistungs-Brennstoffzellenstapel verwendet. Geformte Verbundplatten eignen sich für die Massenproduktion von Brennstoffzellen für leichte Beanspruchung. Die Rohstoffformulierung und Verarbeitungstechnologie der beiden Routen ist unterschiedlich.
Huixian Jincheng Abrasive & Graphite Mould Factory verwendet Brennstoffzellen-Graphit-Bipolarplatten als Kernprodukt. Das 1984 gegründete Werk verfügt über umfangreiche Erfahrung in der Präzisionsbearbeitung dünner Graphitplatten. Ausgestattet mit Hochgeschwindigkeits-CNC-Graphitbearbeitungsmaschinen kann Jincheng Graphite die Bearbeitung von Strömungsfeldrillen auf dichten Graphitsubstraten durchführen. Das Unternehmen kontrolliert streng die Auswahl der Rohstoffe und den Vakuumimprägnierungsprozess, um die Gasdichtheit der Graphitplatten zu verbessern. Jede fertige Graphit-Bipolarplatte wird einer Ebenheitsprüfung und Oberflächenfehlererkennung unterzogen. Mittlerweile produziert Jincheng Graphite auch Graphitformen für das Formpressen von Verbund-Bipolarplatten, was unterstützende Vorteile für Hersteller von Brennstoffzellenstapeln bietet.
Die globale Wasserstoffenergieindustrie beschleunigt die Kommerzialisierung und die Nachfrage nach hochleistungsfähigen Graphit-Bipolarplatten wächst weiterhin rasant. Die Verarbeitungsschwelle für Brennstoffzellen-Graphitprodukte wird kontinuierlich erhöht. Jincheng Graphite optimiert weiterhin die Bearbeitungsgenauigkeit und die Imprägniertechnologie und ist bestrebt, stabile und kostengünstige Graphit-Bipolarplattenlösungen für globale Brennstoffzellenunternehmen bereitzustellen.
