1 skyrius. Rinkos apžvalga
Pasaulinė kuro elementų rinka sparčiai auga ir suteikia daug erdvės dvipolių grafito plokščių vystymui.
Rinkos dydis: Prognozuojama, kad iki 2026 m. pasaulinė kuro elementų rinkos dydis pasieks 16,77 mlrd.
Technologijų kelias: Protonų mainų membraninis kuro elementas (PEMFC) yra pagrindinė rinkos dalis, kuriai tenka maždaug 67 proc.
Grafito plokščių rinka: 2025 m. pasaulinė grafito dvipolių plokščių rinka pasiekė 20,09 milijardo RMB ir išaugo 13,9 % metiniu augimo tempu. Nepaisant metalo plokščių konkurencijos, 2026 m. grafito plokštės vis dar sudarė apie 57% siuntų.
Pagrindinės taikymo sritys: Transportas yra didžiausia rinka, tarp kurių sunkiosios komercinės transporto priemonės yra pagrindinė grafito bipolinių plokščių taikymo sritis.
2 skyrius: Produkto žinios ir pagrindinės funkcijos
Grafitinė dvipolė plokštė yra kuro elementų kamino „skeletas“ ir „arterija“, atliekanti keturias pagrindines funkcijas:
Srovės surinkimas ir laidumas: Surinkite ir praveskite srovę, kad susidarytumėte nuoseklią grandinę.
Reakcijos dujų atskyrimas: Siekiant užtikrinti saugumą, fiziškai atskirkite vandenilį ir orą.
Srauto lauko paskirstymas: tolygiai paskirstykite dujas tiksliais srauto kanalais ir išleiskite vandenį bei šilumą.
Mechaninė atrama: palaiko membraninį elektrodą ir atlaiko didžiules gniuždymo jėgas.
Pagrindiniai jo reikalaujami veikimo parametrai yra labai griežti, įskaitant:
Mažas kontaktinis atsparumas: paprastai reikia mažiau nei 15 mΩ·cm².
Didelis dujų sandarumas: dujų nuotėkio greičiui reikia mažiau nei 1 × 10⁻⁶ mL/(min·cm²).
Didelis tikslumas: storio paklaida turi būti ±0,08 mm.
Puikus atsparumas korozijai: Korozijos srovės tankis rūgštinėje aplinkoje yra mažesnis nei 1 μA/cm².
3 skyrius: Išsamus gamybos proceso paaiškinimas
Mechaniškai apdorotų grafito bipolinių plokščių gamyba yra labai tikslus procesas, kurį daugiausia sudaro keturi etapai:
Žaliavos paruošimas: kaip pagrindą naudokite didelio{0}}grynumo izostatinio slėgio grafitą, kad užtikrintumėte vienodą ir stabilų veikimą.
Tikslusis CNC apdirbimas: naudokite deimantais{0}}dengtus pjovimo įrankius ir apdorokite mikro-metrinius tikslumo kanalus CNC frezavimo staklėje.
Vakuuminis infiltracijos apdorojimas: vakuume ir aukštu slėgiu įpurkškite dervos į grafito mikro{0}poras, o po sukietėjimo užpildykite poras, kad žymiai pagerintumėte dujų sandarumą ir mechaninį stiprumą.
Kokybės tikrinimas: naudokite įrangą, pvz., tris{0}}koordinačių matavimo prietaisus ir helio masės spektrometrijos nuotėkio detektorius, kad atliktumėte išsamius matmenų, dujų sandarumo, elektros charakteristikų ir kt. patikrinimus.
4 skyrius: Pagrindinės medžiagos ir našumo optimizavimas
Pagrindinės medžiagos: izostatinis presuotas grafitas
Izostatiškai presuotas grafitas yra didelio našumo{0}}bipolinių plokščių, pasižyminčių dideliu grynumu, vienodumu, puikiu laidumu ir cheminiu inertiškumu, gamybos pagrindas. Jo anglies grynumas gali siekti daugiau nei 99,95%. Jis pasižymi išskirtiniu stabilumu rūgščioje kuro elementų aplinkoje.
Našumo optimizavimo strategijos
Siekiant patenkinti didesnio galios tankio ir mažesnių sąnaudų reikalavimus, dvipolio grafito plokštės vystomos šiomis kryptimis:
Skiedimas: ypač plonų{0}} grafito plokščių, kurių storis mažesnis nei 1,0 mm, kūrimas.
Didelės{0}}našumo kompozicinės medžiagos: į jas įeina nanoužpildai, pvz., anglies nanovamzdeliai ir grafenas, siekiant padidinti laidumą ir stiprumą.
Mažos{0}}kainos gamybos procesai: tyrinėjamos papildomos gamybos technologijos, pvz., 3D spausdinimas, siekiant greito ir nebrangaus formavimo.
5 skyrius: Taikymo scenarijai ir ateities perspektyvos
Tiek dvipolio grafito plokštės, tiek metalinės dvipolės plokštės turi savų privalumų ir trūkumų, todėl rinkos aplinka skiriasi.
Grafito plokščių privalumai: atsparumas korozijai, ilgas tarnavimo laikas ir santykinai mažesnė medžiagų kaina.
Metalinių plokščių privalumai: plonesnė gamyba, didelis galios tankis ir didelis gamybos efektyvumas.
Pagrindinės taikymo sritys:
Grafitinės dvipolės plokštės dėl savo ilgos eksploatavimo trukmės ir kainos pranašumų dominuoja{0}}sunkiose komercinėse transporto priemonėse, stacionariose elektros energijos gamybos, šakinių krautuvų ir kitose srityse.
Ateities perspektyvos:
Tobulėjant technologijoms ir mažėjant sąnaudoms, dvipolio grafito plokštės ir toliau išsaugos savo pranašumus komercinių transporto priemonių sektoriuje ir tikimasi, kad atsiras naujų galimybių, susijusių su jautresnėmis sąnaudomis{0}}. Technologinės tendencijos bus nukreiptos į retinimą, sudėtį ir mažų{2}}kaštų gamybą.
