PEM tipi yakıt hücreleri için grafit-polimer kompozit bipolar plaka geliştirilmesi

Bu çalısmada sodyum bentonit katkısı ile yakıt hücresinde su yönetimine yardımcı olunurken bipolar plaka tasarım kriterlerini de sağlayan grafit-polimer kompozit bipolar plakalar üretmek amaçlanmaktadır. Sodyum bentonit suda ıslatıldığında kuru ağırlığının on katına kadar genlesmektedir. Bu özellik gaz difüzyon tabakası ve akıs kanalları gibi yakıt hücresi bilesenleri üzerinden suyun emilmesine yardım edecektir. Böylece sodyum bentonit katkılı grafit-polimer kompozit plaka kullanılarak yakıt hücresi içerisindeki olası su taskınları önlenmis olacaktır. Grafit tozu, novalak reçine ve sodyum bentonit karıstırılarak elde edilmis malzemeden basınçlı kalıplama metodu kullanılarak kompozit plakalar üretilmistir. Üretilen plakaların su tutma kapasiteleri gaz geçirgenlik ve hidrofobiklik değerleri burada sunulmustur.

Development of graphite-polymer composite bipolar plate for PEM type fuel cells

In this study, it is aimed that producing polymer-graphite composite bipolar plates which satisfy the bipolar plates production criteria by helping the water management in the PEMFC by using sodium bentonite additive. Bentonite expands to ten times of its dry mass when it is wet. It would help the absorption of the water from the surface of the fuel cell components such as gas diffusion layer, and the flow fields. Hence, possible water flooding could be prevented by a sodium bentonite/graphite-polymer composite bipolar plate. The composite plates were produced from the mixture of graphite powder, novalac resin and sodium bentonite by compression molding method. The water absorption capacities, the gas permeability, and the hidrofobicity values are presented here.

PDF

___

1. Cropper MAJ, Geiger S, Jolie DM. J Power Sources 2004;131:57–61.
2. Gottesfeld S, Zawodzinki T. Adv Electrochem Sci Eng 1997;5:195–301.
3. Steele BCH, Heinzel A. Nature 2001;414:345.
4. Gamburzev S, Boyer C, Appleby AJ. Proceedings of the fuel cell seminar, 1998. p. 556–9.
5. Watkins DS, Dircks KW, Epp DG. US Patent No. 5,108,849, 1992.
6. Watkins DS, Dircks KW, Epp DG. US Patent No. 4,988,583, 1991.
7. Borup RL, Vanderborgh NE. Mater Res SocSymp Proc 1995;393:151–5.
8. V. Mehta, J.S. Cooper, Review and analysis of PEM fuel cell design and manufacturing, J. Power Sources 114 (2003) 32–53
9. H.C. Kuan, C.-C.M. Ma, K.H. Chen, S.-M. Chen, Preparation, electrical, mechanical and thermal properties of composite bipolar plate for a fuel cell, J. Power Sources 134 (2004) 7–17.
10. S.I. Heo, J.C. Yun, C.K. Jung, K.S. Han, Fabrication and characterization of graphite reinforced conductive polymer composites, in: Proceeding of the KSCM Spring Annual Meeting, 2004, pp. 147–150.
11. A. Yasmin, I.M. Daniel, Mechanical and thermal properties of graphite platelet/epoxy composites, Polymer 45 (2004) 8211–8219.
12. I. Krupa, I. Novak, I. Chodak, Electrically and thermally conductive polyethylene/graphite composites and their mechanical properties, Synth. Metals 145 (2004) 245–252.
13. A. Hermann, T. Chaudhuri, P. Spagnol, Bipolar Plates for PEM fuel cells: A review, I.Journal of Hydrogen Energy 30 (2005)1297–1302.
14. Plug Power hedefleri