المكونات الهامة لخلايا الوقود: الصفائح ثنائية القطب

 

تعد اللوحة ثنائية القطب (BPP) أحد المكونات الأساسية لخلية الوقود. وتتمثل وظيفتها الرئيسية في دعم MEA، وتوفير الهيدروجين والأكسجين وقنوات سائل التبريد، وفصل الهيدروجين والأكسجين، وجمع الإلكترونات، وتوصيل الحرارة. لوضعها مجازيا،إذا تم اعتبار كومة خلايا الوقود بمثابة جسم بشري، فإن BPP يعادل العظام والأوعية الدموية في جسم الإنسان.

·دعم طيران الشرق الأوسط. يتكون MEA بشكل أساسي من غشاء تبادل البروتون (MEM)، وطبقة المحفز (CL)، وطبقة انتشار الغاز (GDL) ومكونات أخرى. السُمك التقليدي هو {{0}}.4~0.5 مم ولا يحتوي على صلابة وقوة كافية للدعم الذاتي. في المقابل، BPP عادة ما يكون مصنوعًا من مواد صلبة، وقوة الضغط للأجزاء أعلى من قوة MEA، والتي يمكن أن تلعب دورًا في دعم MEA. من الناحية المجازية، فإن BPP يشبه "الهيكل العظمي" للكومة الكهربائية، حيث يدعم الأنسجة الرخوة "MEA" للكومة الكهربائية.

· من خلال قنوات التدفق المصممة والمعالجة، يمكن توزيع السائل بالتساوي على طبقة التفاعل للقطب الكهربائي للتفاعل الكهروكيميائي. هناك قنوات على سطح BPP تقوم بتوزيع غازات التفاعل بشكل موحد، تسمى حقول التدفق، مما يضمن توزيع وسط التفاعل بالتساوي في جميع أنحاء القطب الكهربائي بأكمله. بالمعنى المجازي، BPP هو أيضًا الوعاء الدموي للكومة الكهربائية، حيث ينقل الوقود (الهيدروجين) والمادة المؤكسدة (الأكسجين) إلى أنسجة "MEA" للكومة الكهربائية، مما يتسبب في تفاعل الهيدروجين والأكسجين عند الأقطاب الكهربائية لتوليد الطاقة الكهربائية. تشبه الأنابيب المشتركة في BPP الشريان الأورطي والأوردة الرئيسية لجسم الإنسان، حيث تنقل الهيدروجين والأكسجين إلى كل خلية في المكدس. تشبه قنوات تدفق BPP الشعيرات الدموية في جسم الإنسان، حيث تنقل الهيدروجين والأكسجين إلى كل ركن من أركان قطب الخلية الواحدة، مما يسمح لها بالتفاعل بشكل كامل.

· يفصل الهيدروجين والأكسجين لمنع اختلاطهما مع بعضهما البعض. يجب أن يكون BPP حاجزًا للغاز وعادةً ما يكون له هيكل غير مسامي بين غرف السوائل.

· جمع وتسيير التيار الكهربائي. يجب أن يكون BPP موصلاً جيدًا للكهرباء لتجنب المقاومة المفرطة وتوليد الحرارة المفرطة عند تشغيل خلايا الوقود عالية الطاقة.

· توصيل الحرارة. يجب أن يكون BPP موصلًا جيدًا للحرارة لضمان توزيع موحد لدرجة الحرارة عندما تعمل البطارية، بحيث يمكن تفريغ الحرارة المهدرة للبطارية بسلاسة.