フローバッテリー用の流れ場プレート材料の比較と硬質グラファイト流れ場プレートの安定性の利点

現在、フロー電池に使用される流路板には、主にフレキシブルグラファイトプレート、含浸フレキシブルグラファイトプレート、フッ素樹脂強化フレキシブルグラファイトプレートが含まれます。このうち、フレキシブルグラファイトバイポーラプレートは、使用中に正極と負極での酸素や水素の発生により膨潤や発泡が起こり、全体の内部抵抗の増加、フェルト本体の圧縮率の変化、流動抵抗の増加につながる場合があります。さらに悪いことに、気泡のサイズや位置が異なるため、圧縮の制御が難しくなり、燃料電池スタック全体の一貫性が低下します。含浸されたフレキシブルグラファイトプレートは通常アクリル樹脂でコーティングされていますが、電解液への長期暴露や電気化学的腐食に対して耐性がありません。プレート表面の樹脂が腐食しても、水素や酸素によりプレート表面に気泡が発生します。フッ素樹脂強化フレキシブルグラファイト板の場合、通常PVDFが添加されます。このプロセスでは、材料をサイクロンセパレーターで混合し、紙に丸めて、その後ホットプレスして PVDF を架橋します。このプロセスは、従来のフレキシブルグラファイトバイポーラプレートのプロセスと一致しています。したがって、厚さが 1.6 mm、1.8 mm、さらには 2 mm に達することが多い流路プレートと比較して、ディストリビューターが均一な分布を達成することは困難であり、ホットプレスによりコストが増加するため、このプロセスで製造される流路プレートは大量用途には高価になりすぎます。当社の硬質黒鉛流路板は、アスファルトコークスや石油コークスの粉末を樹脂と混合して成形し、液相含浸、黒鉛化して人造黒鉛流路板を製造しています。これらのプレートは 1 段階で成形され、カーボン以外の材料は追加されず、層間グラファイト構造もありません。したがって、これらのプレートは、正極と負極での酸素と水素の発生による膨張や泡立ちが発生せず、高い安定性と比較的低コストを実現します。これらのプレートは、亜鉛臭素フロー電池や鉄クロムフロー電池などの腐食性が高く、水素発生量が多いシステムで検証されており、優れた安定性を示しています。これらは現在、フロー電池用の最も安定した流路プレートです。

剛性ランナープレート

特記事項：この流路プレートは気泡の発生の問題を完全に解決し、水素発生しやすい鉄クロム系や腐食性の強い臭素亜鉛系でも安定して使用できます。