1. Mogu li se obične hladno{1}}valjane zavojnice od ugljičnog čelika (kao što je SPCC) izravno koristiti kao elektrodne ploče za vodikove gorive ćelije?
Obični hladno{0}}valjani ugljični čelik (nisko-ugljični čelik) neprihvatljiv je jer brzo korodira u surovom, kiselom, vlažnom i električki nabijenom okruženju gorivih ćelija, što dovodi do degradacije performansi i kontaminacije, te se stoga u potpunosti odbija.
Hladno{0}}valjane zavojnice od nehrđajućeg čelika izvrstan su kandidat za supstrat: Preciznim hladnim valjanjem za postizanje potrebne debljine i točnosti dimenzija, praćeno naprednim premazima za modificiranje površine, može ispuniti gotovo sve zahtjeve metalnih bipolarnih ploča, što predstavlja ključni smjer za trenutnu komercijalizaciju.
2.Koji su ekstremni zahtjevi za bipolarne ploče u vodikovim gorivim ćelijama?
Visoka otpornost na koroziju: Radno okruženje: ~80°C, vlažno, kiselo (pH 2-3), s potencijalom elektrode. Materijali moraju biti dugoročno stabilni s iznimno niskim stopama korozije.
Visoka vodljivost: Otpor površinskog kontakta mora biti iznimno nizak kako bi se smanjio unutarnji otpor ćelije i poboljšala učinkovitost.
Izvrsna hermetičnost: Apsolutno sprječava unakrsnu{0}}kontaminaciju vodikom i kisikom.
Dobra mehanička čvrstoća i mogućnost oblikovanja: Debljina elektrode obično je samo 0,05-0,2 mm, što zahtijeva potporu za cjelokupni pritisak u dimnjaku gorivih ćelija i mogućnost preciznog utiskivanja složenih kanala protoka na nju.
Niska gustoća i niska cijena: Olakšava povećanu gustoću snage i komercijalizaciju.
3. Zašto je obični hladno{1}}valjani ugljični čelik postupno ukinut?
Otpornost na koroziju: Potpuno neprihvatljivo. U okruženju gorivih ćelija dogodit će se brza opća korozija i rupičasta korozija, što dovodi do:
Ispiranje metalnih iona, trovanje katalizatora.
Povećana kontaktna otpornost zbog produkata korozije.
Loša zrakonepropusnost zbog korozije podloge.
Površinska vodljivost: Loša. Prirodno formirani sloj oksida na površini ugljičnog čelika je ne-provodljiv, što rezultira visokim kontaktnim otporom.
Težina: Teška. Visoka gustoća, što je štetno za povećanje gustoće snage.
4. Zašto su hladno{1}}valjane zavojnice od nehrđajućeg čelika postale glavna metalna podloga?
Inherentne prednosti:
Izvrsna otpornost na koroziju: Nekoliko redova veličine veća od ugljičnog čelika.
Visoka čvrstoća i žilavost: pogodno za ultra-stanjivanje (hladno-valjano do 0,05 mm) i precizno žigosanje.
Inherentno izvrsna zrakonepropusnost.
Savršen oblik lima i točnost dimenzija mogu se postići hladnim valjanjem.
Stečena uska grla i rješenja: "Pasivni film" (kromov oksid) od nehrđajućeg čelika još uvijek nije dovoljno stabilan u okruženju gorivih ćelija, a njegov kontaktni otpor ostaje visok. Stoga se na njegovu površinu mora nanijeti funkcionalizirani premaz, što je temeljna tehnologija.
Cilj premaza: osigurati funkcije "vodljivog oklopa" i "zaštitne barijere od korozije".
Glavne tehnologije premaza:
Fizičko taloženje parom (PVD): kao što je pozlaćivanje, platiniranje (izvrsna izvedba, ali skupo) ili uobičajeniji premazi na bazi-ugljika (kao što je ugljik sličan dijamantu-(DLC), grafitni ugljik).
Kemijsko taloženje iz pare (CVD).
5. Koja je uloga i procesni lanac hladno{1}}valjanih zavojnica u ovom industrijskom lancu?
Tipičan proizvodni proces za hladno{0}}valjani bipolarni lim od nehrđajućeg čelika je sljedeći: Taljenje nehrđajućeg čelika → Vruće valjanje → Dekapiranje → Hladno valjanje (do ciljne najtanje specifikacije, kao što je 0,1 mm) → Žarenje → Završna obrada → Precizno rezanje → Precizno utiskivanje (formiranje vodilica) → Čišćenje → Obrada površinskog premaza (PVD/CVD, itd.) → Pregled i pakiranje
Ključna uloga faze hladnog valjanja: Pružanje namotaja trake supstrata jednolike debljine, ravnog oblika, glatke površine i dosljednih mehaničkih svojstava. Njegova kvaliteta izravno određuje učinak naknadnog žigosanja i ujednačenost premaza.