Vergleich von Strömungsfeldplattenmaterialien für Strömungsbatterien und die Stabilitätsvorteile von starren Graphit-Strömungsfeldplatten

Derzeit umfassen die in Flussbatterien verwendeten Strömungskanalplatten hauptsächlich flexible Graphitplatten, imprägnierte flexible Graphitplatten und mit Fluorharz verstärkte flexible Graphitplatten. Unter anderem kann es bei bipolaren Platten aus flexiblem Graphit aufgrund der Sauerstoff- und Wasserstoffentwicklung an den positiven und negativen Elektroden während des Gebrauchs zu Schwellungen und Blasenbildung kommen, was zu einem Anstieg des Gesamtinnenwiderstands, Änderungen im Kompressionsverhältnis des Filzkörpers und einem erhöhten Strömungswiderstand führt. Noch schlimmer ist, dass es aufgrund der unterschiedlichen Größen und Positionen der Blasen schwierig wird, die Kompression zu kontrollieren, was zu einer schlechten Konsistenz im gesamten Brennstoffzellenstapel führt. Imprägnierte flexible Graphitplatten, die typischerweise mit Acrylharz beschichtet sind, sind nicht beständig gegen langfristige Einwirkung von Elektrolyt und elektrochemischer Korrosion. Sobald das Harz auf der Plattenoberfläche korrodiert ist, verursachen Wasserstoff und Sauerstoff immer noch Blasen auf der Plattenoberfläche. Bei fluorharzverstärkten flexiblen Graphitplatten wird üblicherweise PVDF zugesetzt. Der Prozess umfasst das Mischen der Materialien durch einen Zyklonabscheider, das anschließende Rollen zu Papier und das anschließende Heißpressen, um das PVDF zu vernetzen. Dieser Prozess stimmt mit dem herkömmlicher flexibler Graphit-Bipolarplatten überein. Daher ist es für den Verteiler im Vergleich zu Strömungskanalplatten, die oft eine Dicke von 1,6 mm, 1,8 mm oder sogar 2 mm erreichen, schwierig, eine gleichmäßige Verteilung zu erreichen, und das Heißpressen erhöht die Kosten, wodurch die mit diesem Verfahren hergestellten Strömungskanalplatten für eine Massenanwendung zu teuer werden. Die Hartgraphit-Strömungskanalplatten unseres Unternehmens werden durch Mischen von Asphaltkoks und Petrolkokspulver mit Harz durch Formen und anschließende Flüssigphasenimprägnierung und Graphitierung hergestellt, um künstliche Graphit-Strömungskanalplatten herzustellen. Diese Platten werden in einem Schritt geformt, ohne dass andere Materialien außer Kohlenstoff hinzugefügt werden und ohne Zwischenschicht-Graphitstruktur. Daher kommt es bei diesen Platten nicht zu Schwellungen und Blasenbildung aufgrund der Sauerstoff- und Wasserstoffentwicklung an den positiven und negativen Elektroden, was eine hohe Stabilität und relativ niedrige Kosten bietet. Diese Platten wurden in stark korrosiven Systemen mit hoher Wasserstoffentwicklung wie Zink-Brom-Flow-Batterien und Eisen-Chrom-Flow-Batterien validiert und zeigten eine hervorragende Stabilität. Sie sind derzeit die stabilsten Flusskanalplatten für Flussbatterien.

Starre Läuferplatte

Besonderer Hinweis: Diese Strömungskanalplatte löst das Problem der Blasenbildung vollständig und kann stabil in Eisen-Chrom-Systemen verwendet werden, die zur Wasserstoffentwicklung neigen, und Zink-Brom-Systemen mit starker Korrosivität.