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雙極板

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雙極板又稱集流板，是燃料電池重要部件之一。具有下述功能與性質：分隔燃料與氧化劑，阻止氣體透過；收集、傳導電流，電導率高；設計與加工的流道，可將氣體均勻分配到電極的反應層進行電極反應；能排出熱量，保持電池温場均勻；耐蝕；抗衝擊和震動；厚度薄；重量輕；同時成本低，容易機械加工，適合批量製造等 [1]  。
中文名
雙極板
外文名
Bipolar plate
作    用
隔絕電池氣室
領    域
燃料電池
別    名
集流板

目錄

  1. 1 作用
  2. 2 材料
  3. 3 表面處理

雙極板作用

雙極板（又稱隔板）的功能是提供氣體流道，防止電池氣室中的氫氣與氧氣串通，並在串聯的陰陽兩極之間建立電流通路。在保持一定機械強度和良好阻氣作用的前提下，雙極板厚度應儘可能地薄，以減少對電流和熱的傳導阻力 [2]  。

雙極板材料

雙極板材料大致可分為3類：炭質材料、金屬材料及金屬與炭質的複合材料。
（1）炭質材料。炭質材料包括石墨、模壓炭材料及膨脹（柔性）石墨。傳統雙極板採用緻密石墨，經機械加工製成氣體流道。·石墨雙極板化學性質穩定，與MEA之間接觸電阻小。
（2）金屬材料。鋁，鎳，鈦及不鏽鋼等金屬材料可用於製作雙極板。金屬雙極板易加工，可批量製造，成本低，厚度薄，電池的體積比功率與比能量高。
（3）複合材料。若雙極板與MEA之間的接觸電阻大，歐姆電阻產生的極化損失多，運行效率下降。在常用的各種雙極板材料中，石墨材料的接觸電阻最小，不鏽鋼和鈦的表面均形成不導電的氧化物膜使接觸電阻增高 [2]  。

雙極板表面處理

雙極板需要做適當的表面處理。在雙極板陽極側經鍍鎳處理後導電性能良好，且不易被電解質潤濕，可避免電解質流失。在電解質隔膜與電極有效面積以外的雙極板的柔性接觸，可有效地阻止氣體向外泄露，此即所謂的“濕密封”。為減少在“濕密封”部位熔融碳酸鹽對不鏽鋼的腐蝕，需要對雙極板邊框做“滲鋁”保護處理 [3]  。
參考資料
  • 1.    李瑛等編著,燃料電池,冶金工業出版社,2000年11月第1版,
  • 2.    隋智通 隋升 羅冬梅編著,燃料電池及其應用,冶金工業出版社,2004年03月第1版,
  • 3.    衣寶廉編. 燃料電池 高效、環境友好的發電方式[M]. 北京：化學工業出版社, 2000.11.