雙極板是質(zhì)子交換膜燃料電池的關(guān)鍵零部件,其中包括碳(非金屬)和金屬兩種材料。隨著燃料電池市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)大,業(yè)界對(duì)短期和長(zhǎng)期使用的佳材料,以及每種材料是否更適合某些應(yīng)用存在爭(zhēng)議。在碳雙極板和金屬雙極板材料方面擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)。我們通過內(nèi)部加速測(cè)試引領(lǐng)市場(chǎng),并將燃料電池應(yīng)用于數(shù)個(gè)重要的乘用車、公交車和卡車項(xiàng)目,以便用現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)驗(yàn)證測(cè)試方案。我們擁有技術(shù)性能數(shù)據(jù),近還請(qǐng)了第三方專家進(jìn)行成本研究,以確定具成本效益的雙極板材料。本文將圍繞耐久性、
優(yōu)化質(zhì)子交換膜燃料電池雙極板的材料選擇
雙極板是質(zhì)子交換膜燃料電池中必不可少的材料,它們連接每片電池間電流通路,并提供必要的反應(yīng)氣體,同時(shí)除去電池中的反應(yīng)副產(chǎn)物。
金屬雙極板通常被認(rèn)為是長(zhǎng)期成本目標(biāo)的更好選擇,這在很大程度上是由于誤認(rèn)為碳雙極板的大規(guī)模生產(chǎn)成本較高而僅適用于低產(chǎn)量。但金屬雙極板也有某些明顯的缺點(diǎn),可對(duì)成本、耐用性和性能造成影響。
讓我們看一下金屬雙極板和碳雙極板之間的一些關(guān)鍵差異。
1、腐蝕傾向
由于金屬雙極板在酸性環(huán)境中具有固有的反應(yīng)傾向,極易發(fā)生腐蝕。為了防止這種腐蝕并延長(zhǎng)其使用壽命,它們需要添加昂貴的保護(hù)涂層。這一額外的加工步驟增加了金屬雙極板的成本,并且在需要10,000小時(shí)使用壽命要求的應(yīng)用中留下了長(zhǎng)期潛在的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。
2、總體成本較高
除了特殊保護(hù)涂層的成本外,金屬雙極板本身的材料本質(zhì)上更昂貴。此外,與碳雙極板相比,制造加工成本更高。
3、壽命短
金屬雙極板已針對(duì)汽車應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化,預(yù)期壽命為5,000小時(shí)。但在重型燃料電池車輛應(yīng)用中,例如需要雙極板壽命超過20,000小時(shí)的公交車和卡車,金屬雙極板尚未在現(xiàn)實(shí)工況下證明這樣的性能,而碳雙極板可以。
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