Title of article :
Construction of Composite Polymer Bipolar Plate for Pem Fuel Cell
Author/Authors :
Zarmehri, Ehsan Department of Chemical Engineering - Isfahan University of Technology , Sadeghi, Morteza Department of Chemical Engineering - Isfahan University of Technology , Mehrabani-Zeinabad, Arjomand Department of Chemical Engineering - Isfahan University of Technology
Pages :
4
From page :
357
To page :
360
Abstract :
Bipolar plates play the most significant role in weight, volume and corresponding costs of fuel cells. Initially, metallic and graphite materials had been used for production of bipolar plates due to their electrical conductivity characteristics. Later, these plates due to their deficiency such as corrosion, weight and production expenses were appropriately substituted by composite plates. This article presents results of a study on construction of bipolar plates using conductive polymeric composites. In the constructed composites, polypropylene was implement as polymer matrix and conductive carbon black and graphite as filler in order to supply the required electrical conductivity. The added fillers have been distributed in polypropylene by using an internal mixer. Then, bipolar plate specimens were prepared by molding of composite in hot press. The prepared specimens have been characterized to evaluate their specifications such as mechanical properties and their performance properties like thermal and electrical conductivities. The results of performed tests have shown a good performance on thermal conductivity greater than 10W/m.K, electrical conductivity higher than 50S/cm and high mechanical strength, flexural strength greater than 25MPa. The constructed composite plates were optimized and their weight in compare to similar metallic plates 80% and in contrast to graphite plates 40% were reduced. This method for production of bipolar plates is more economical as it reduces the cost of used materials and expenses of manufacturing operations.
Farsi abstract :
صفحات دو قطبي پيلهاي سوختي تاثير قابل توجهي در وزن، حجم و هزينه هاي اقتصادي آن دارند. صفحات گرافيتي يا فلزي مشكلاتي را به لحاظ خوردگي، شكنندگي، وزن زياد و هزينه هاي بالاي توليد دارند. در اين پژوهش، ساخت صفحات دوقطبي توسط كامپوزيت هاي پليمري رسانا مورد ارزيابي قرار گرفت. بر اساس مطالعات انجام شده، از پلي پروپيلن بعنوان ماتريس و از گرافيت و سه گونه كربن سياه هادي بعنوان پركننده براي تامين رسانايي گرمايي و الكتريكي استفاده شد. كامپوزيت هاي حاوي 55 تا 60 درصد گرافيت، 15 تا 18 درصد كربن سياه و 20 تا 25 درصد پلي پروپيلن، بهترين گزينه ها براي توليد صفحات پيل سوختي g / cm2 8 1 / 1 در مقايسه با صفحات فلزي با چگالي 5 إلى هيدروژني مي باشند. صفحات كامپوزيتي ساخته شده با چگالي حدود براي كاربرد مورد بحث، از لحاظ سبكي نيز گزينه برتري مي باشند. در بين كامپوزيت هاي توليدي، نمونه هايي با ويژگي هاي مطلوب 50، استحكام فشاري افزون بر MPa 25 و ضريب هدايت S / om صفحات دو قطبي در پيل سوختي با هدايت الكتريكي بيش از دارند كه وزن اين صفحات در 1 / 1 10 وجود دارند. صفحات كامپوزيتي ساخته شده چگالي حدود W / ( m . K گرمايي بالاتر از ( مقايسه با نمونه هاي مشابه فلزي 80 درصد، و نسبت به نمونه هاي مشابه گرافيتي 40 درصد كمتر مي باشد. و نيز مشكل خوردگي HI - CB - 40B و نوع XE - CB صفحات فلزي و شكنندگي صفحات گرافيتي را ندارند. كامپوزيت هاي ساخته شده از كربن سياه نوع به ترتيب داراي بيشترين و كمترين هدايت حرارتي، هدايت الكتريكي و مقاومت مكانيكي بودند.
Keywords :
Fuel cell , Bipolar plates , Composite , Polypropylene , Carbon black , Graphite
Journal title :
Astroparticle Physics
Serial Year :
2013
Record number :
2426034
Link To Document :
بازگشت