1. Могат ли обикновените студено{1}}валцувани намотки от въглеродна стомана (като SPCC) да се използват директно като електродни плочи за водородни горивни клетки?
Обикновената студено{0}}валцувана въглеродна стомана (ниско-въглеродна стомана) е неприемлива, защото корозира бързо в суровата, киселинна, влажна и електрически заредена среда на горивните клетки, което води до влошаване на производителността и замърсяване, и следователно се отхвърля категорично.
Студеновалцованите рулони от неръждаема стомана са отличен кандидат за субстрат: Чрез прецизно студено валцуване за постигане на необходимата тънкост и точност на размерите, последвано от усъвършенствани покрития за модифициране на повърхността, той може да отговори на почти всички изисквания на металните биполярни пластини, представляващи решаваща посока за текущата комерсиализация.
2. Какви са екстремните изисквания за биполярни пластини във водородни горивни клетки?
Висока устойчивост на корозия: Работна среда: ~80°C, влажна, киселинна (pH 2-3), с електроден потенциал. Материалите трябва да бъдат дългосрочно стабилни с изключително ниски нива на корозия.
Висока проводимост: Повърхностното контактно съпротивление трябва да бъде изключително ниско, за да се намали вътрешното съпротивление на клетката и да се подобри ефективността.
Отлична херметичност: Абсолютно предотвратява кръстосано{0}}замърсяване с водород и кислород.
Добра механична якост и възможност за формоване: Дебелината на електрода обикновено е само 0,05-0,2 mm, което изисква поддържане на цялото налягане на горивната клетка и способността за прецизно отпечатване на сложни канали за поток върху него.
Ниска плътност и ниска цена: Улеснява повишената плътност на мощността и комерсиализацията.
3.Защо обикновената студеновалцована въглеродна стомана беше постепенно премахната?
Устойчивост на корозия: Напълно неприемливо. В средата на горивните клетки ще възникне бърза обща корозия и питинг, което ще доведе до:
Извличане на метални йони, отравяне на катализатора.
Повишена контактна устойчивост поради корозионни продукти.
По-ниска херметичност поради корозия на субстрата.
Повърхностна проводимост: лоша. Естествено образуваният оксиден слой върху повърхността на въглеродната стомана е не-проводим, което води до висока контактна устойчивост.
Тегло: Тежко. Висока плътност, която е вредна за увеличаване на плътността на мощността.
4. Защо студено валцуваните рулони от неръждаема стомана се превърнаха в основния метален субстрат?
Присъщи предимства:
Отлична устойчивост на корозия: Няколко порядъка по-висока от въглеродната стомана.
Висока якост и издръжливост: Подходящ за ултра-изтъняване (студено-валцувани до 0,05 mm) и прецизно щамповане.
Присъща отлична херметичност.
Перфектната форма на листа и точността на размерите могат да бъдат постигнати чрез студено валцуване.
Придобити тесни места и решения: „Пасивиращият филм“ (хромен оксид) от неръждаема стомана все още не е достатъчно стабилен в средата на горивните клетки и неговото контактно съпротивление остава високо. Следователно върху повърхността му трябва да се нанесе функционализирано покритие, което е основната технология.
Цел на покритието: Да се осигурят както функциите "проводяща броня", така и "преграда за защита от корозия".
Основни технологии за покритие:
Физическо отлагане на пари (PVD): Като позлатяване, платинено покритие (отлична производителност, но скъпо) или по-масови покрития на базата на въглерод- (като диамантено-подобен въглерод (DLC), графитен въглерод).
Химично отлагане на пари (CVD).
5. Каква е ролята и технологичната верига на студено валцуваната рулона в тази индустриална верига?
Типичен производствен процес за студено{0}}валцуван биполярен лист от неръждаема стомана е както следва: Топене на неръждаема стомана → Горещо валцуване → Декапиране → Студено валцуване (до желаната най-тънка спецификация, като 0,1 mm) → Отгряване → Довършителни работи → Прецизно нарязване → Прецизно щамповане (оформяне на плъзгачи) → Почистване → Обработка на повърхностно покритие (PVD/CVD и др.) → Проверка и опаковане
Ключовата роля на етапа на студено валцуване: Осигуряване на рулони от субстратни ленти с еднаква дебелина, права форма, гладка повърхност и постоянни механични свойства. Качеството му пряко определя добива на последващо щамповане и равномерността на покритието.