燃料电池双极板.ppt

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符策煌
参考资料：美国专利库US8785080B2，谷歌学术A Review of Metallic Bipolar Plates for Proton Exchange Membrane Fuel Cells : Materials and Fabrication Methods
Mirai使用了液态氢作为动力能源，液态氢被储存在位于车身后半部分的高压储氢罐中。Mirai所使用的聚酰胺联线外加轻质金属的高压储氢罐可以承受70MPa压力，并分别置于后轴的前后。液态氢添加的过程与传统添注汽油或者柴油相似，但对于安全性和加注设备具有独立的安全标准。充满Mirai的储氢罐大约需要3-5分钟，在JC08工况下，Mirai的氢储量可以支持700公里续航里程。减压后的液态氢进入位于乘员舱下方的燃料电池重，氢原子在燃料电池阴极上的反应，释放电子从而产生电能。多个燃料电池的串联使得输出电压达到使用的标准。
问题聚焦——metallic bipolar plates
多个燃料电池的串联使得输出电压达到使用的标准。——mirai
串联key——双极板
燃料电池发动机由大量相同的电池元件组成，每个电池元件由一块双极板和一层催化剂镀膜总成，构成阴阳电极。双极板是燃料电池堆中重要的性能元件，它负责把燃料和空气分配到两个电极表面以及电池堆散热。因此，每个双极板都必须包括一个外部的流动管道负责气体分配，和另一个独立的内部冷冻剂通道。每个双极板还必须有稳固的密封措施，这样发动机堆中发动机液可以分开控制。最后还必须要有一个导体表面或涂层使电阻损失最小化。
双极板在燃料电池中的作用
01
03
02
分离氧化剂与还原剂
收集电流
气体反应场所
双极板需解决的问题
充分反应
1
化学性能（抗腐蚀，最好能促反应）
2
机械性能（主要是刚性，导电性，导热性和密度，导热性最好能控制其保持在相对稳定的高效率状态下）
3
成本
4
常见材料——Graphite Bipolar Plates
优点：良好的导电导热性，耐腐蚀性
缺点：强度，气密性（上海交通大学燃料电池研究所采用真空加压的方式,以硅酸钠浓溶液浸渍石墨双极板,减少了制造过程中的气孔）
优点：理化性质优秀
缺点：成本高，技术要求高，应用水平有待提高
常见材料——metallic meterial
缺点：抗腐蚀性不佳
优点：机械性能优异，成本低，来源广，能提供较大的动力密度