雙極板又稱集流板,其功能是提供氣體流道,防止
電池氣室中的氫氣與氧氣串通,并在串聯(lián)的陰陽兩極之間建立電流通路。雙極板是燃料
電池重要部件之一,其重量約占PEMFC電堆的80%,成本約占24%。
PEMFC燃料電池電堆成本結(jié)構(gòu)
在保持一定機(jī)械強(qiáng)度和良好阻氣作用的前提下,雙極板厚度應(yīng)盡可能地薄,以減少對電流和熱的傳導(dǎo)阻力。目前市場上氫燃料電池的雙極板材料有石墨、金屬和復(fù)合材料三類。
上表為三種雙極板參數(shù)對比。
石墨材料是最早開發(fā)用于PEMFC雙極板的材料,其優(yōu)勢是耐腐蝕性強(qiáng),耐久性高,但不足的是制作周期長,抗壓性差,成本高,目前廣泛應(yīng)用于專用車與客車。
金屬雙極板強(qiáng)度高、韌性好,而且導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能好,功率密度更大,可以方便的加工制成很薄的PEMFC雙極板(0.1~0.3 mm),主要應(yīng)用于乘用車,如豐田Mirai采用的就是金屬雙極板,其燃料電池模塊功率密度達(dá)到3.1kW/L;英國Intelligent Energy新一代EC200-192金屬雙極板燃料電池模塊的功率密度更是達(dá)到了5kW/L。
復(fù)合材料雙極板兼具石墨材料的耐腐蝕性和金屬材料的高強(qiáng)度特性,未來將向低成本化方向發(fā)展。
目前國際市場上,歐美日石墨、金屬雙極板整體較強(qiáng),美、英復(fù)合材料雙極板處于世界先進(jìn)水平。國內(nèi)石墨雙極板較成熟,個(gè)別廠商生產(chǎn)的石墨雙極板部分性能已達(dá)國際先進(jìn)水平,如上海弘楓實(shí)業(yè)、上海弘竣、淄博聯(lián)強(qiáng)等企業(yè)。金屬和復(fù)合材料雙極板在我國研究較晚,技術(shù)仍有較大提升空間。現(xiàn)階段國內(nèi)金屬和復(fù)合材料雙極板的相關(guān)研究機(jī)構(gòu)及企業(yè)有武漢理工大學(xué)、愛德曼氫能源、新源動(dòng)力等。
(責(zé)任編輯:子蕊)
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