ساخت و تحلیل صفحات دوقطبی کامپوزیتی با گرافیت انبساط یافته جهت افزایش هدایت الکتریکیِ پیل‌های سوختی

Abstract

صفحات دوقطبی از پرکاربردترین و اجزای اصلی یک پیل سوختی پلیمری است. در این مقاله ابتدا صفحات دوقطبی کامپوزیتی طبق استاندارد دپارتمان انرژی (DOE) ساخته شده و سپس میزان هدایت الکتریکی و رفتار مکانیکی آنها تعیین و بررسی شده است. صفحات دوقطبی کامپوزیتی به روش ریخته‌گری تحت‌فشار و حرارت ساخته شدند. برای ساخت این صفحات از رزین فنولیک به‌عنوان زمینه کامپوزیت، از گرافیت انبساط یافته جهت افزایش هدایت الکتریکی، از گرافیت به عنوان پرکننده و از پارچه کربنی جهت افزایش استحکام خمشی و بهینه کردن هدایت الکتریکی استفاده شد. آزمون‌های تجربی نیز مطابق معیار DOE انجام پذیرفت. میزان هدایت الکتریکی در بهترین حالت، نسبت به معیار استاندارد به میزان بیش از 40 درصد افزایش یافت. میزان استحکام خمشی و استحکام ضربه نمونه‌های اندازه‌گیری شده نسبت به معیار استاندارد، در بهترین حالت، به ترتیب تا 11 و 170 درصد افزایش یافت. با توجه به تصاویر SEM و نتایج آزمون‌ها مشخص شد که هدایت الکتریکی با استفاده از گرافیت انبساط یافته افزایش می‌یابد. نیز مشخص شد که افزایش درصد وزنی گرافیت انبساط یافته تأثیری در رفتار مکانیکی کامپوزیت ندارد و تنها هدایت الکتریکی کامپوزیت را افزایش میدهد.