ساخت صفحات دوقطبی پیل سوختی هیدروژنی (pem) با استفاده از کامپوزیت پلیمر رسانا

صفحات دو قطبی پیل های سوختی تاثیر قابل توجهی در وزن، حجم و هزینه های اقتصادی آن دارند. صفحات گرافیتی یا فلزی مشکلاتی را به لحاظ خوردگی، شکنندگی، وزن زیاد و هزینه های بالای تولید دارند. در این پژوهش، ساخت صفحات دوقطبی توسط کامپوزیت های پلیمری رسانا مورد ارزیابی قرار گرفت. بر اساس مطالعات انجام شده، از پلی پروپیلن بعنوان ماتریس و از گرافیت و سه گونه کربن سیاه هادی بعنوان پرکننده برای تامین رسانایی گرمایی و الکتریکی استفاده شد. کامپوزیت های حاوی 55 تا 60 درصد گرافیت، 15 تا 18 درصد کربن سیاه و 20 تا 25 درصد پلی پروپیلن، بهترین گزینه ها برای تولید صفحات پیل سوختی هیدروژنی می باشند. صفحات کامپوزیتی ساخته شده با چگالی حدود 1/1 در مقایسه با صفحات فلزی با چگالی 5 الی g/cm3 8 برای کاربرد مورد بحث، از لحاظ سبکی نیز گزینه برتری می باشند. در بین کامپوزیت های تولیدی، نمونه هایی با ویژگی های مطلوب صفحات دو قطبی در پیل سوختی با هدایت الکتریکی بیش از s/cm 50، استحکام فشاری افزون بر mpa 25 و ضریب هدایت گرمایی بالاتر از w/(m.k)10 وجود دارند. صفحات کامپوزیتی ساخته شده چگالی حدود 1/1 دارند که وزن این صفحات در مقایسه با نمونه های مشابه فلزی 80 درصد، و نسبت به نمونه های مشابه گرافیتی 40 درصد کمتر می باشد. و نیز مشکل خوردگی صفحات فلزی و شکنندگی صفحات گرافیتی را ندارند. کامپوزیت های ساخته شده از کربن سیاه نوع xe-cb و نوع hi-cb-40b به ترتیب دارای بیشترین و کمترین هدایت حرارتی، هدایت الکتریکی و مقاومت مکانیکی بودند.