قالب‌ صفحات دو قطبی پلیمری در کشور تولید شد

بسپار می نویسد، با طراحی و ساخت قالب‌های صفحات دو قطبی پلیمری در ابعاد صنعتی و استفاده موفق از آن در استک پیل‌سوختی 10 کیلووات، امکان تولید انبوه این صفحات در کشور ایجاد شد.
به گزارش ایسنا، گروه تحقیقاتی به سرپرستی مهندس ایثار دشتی در پژوهشکده مواد و انرژی اصفهان وابسته به سازمان فضایی کشور، پس از فرآیندی پنج ساله با دستیابی به فناوری ساخت صفحات دو قطبی پلیمری، تولید انبوه این صفحات را در ابعاد و اندازه‌های دلخواه در کشور، امکان پذیر کردند.
با امکان ساخت این صفحات به‌ صورت ساده و شیاردار، هزینه و زمان ساخت استک‌های پیل‌سوختی به‌ شدت کاهش یافته است.صفحات دو قطبی از اجزای اصلی پیل‌های سوختی پلیمری هستند و بیشترین حجم و وزن را در استک پیل‌سوختی به خود اختصاص می‌دهند. این صفحات با توزیع مؤثر گازهای هیدروژن و اکسیژن در پیل‌سوختی و انتقال الکتریسیته و گرما از داخل پیل‌سوختی به بیرون، وظایف مهمی را در عملکرد آن به عهده دارند.
مهندس دشتی درباره انتخاب صفحات دو قطبی کامپوزیتی گفت: «ساخت این صفحات به‌عنوان یکی از اجزای مؤثر پیل‌های سوختی پلیمری از سال شش سال پیش، مبنای کار گروه تحقیقاتی در پژوهشکده مواد و انرژی اصفهان قرار گرفت. به‌دلیل نیاز به هادی بودن این صفحات، گرافیت و فلزات از انتخابات اصلی جنس این صفحات بوده است. خورنده بودن محیط پیل‌سوختی استفاده از فلزات را با مشکل جدی مواجه کرده است زیرا یون‌های فلزی در درون سیستم به سرعت سبب تخریب الکترولیت می‌شوند. جهت رفع این مشکل، صفحات با مواد خاصی پوشش داده می‌شوند. البته در برخی از کاربردهای خاص، از صفحات دو قطبی فلزی استفاده می‌شود. استفاده ازگرافیت نیز به‌دلیل استحکام مکانیکی پایین و متخلخل بودن آن چالش برانگیز بوده است. کامپوزیت‌های پلیمری هم اکنون با توجه به هدایت قابل قبول، هزینه کم و استحکام بالا متداول‌ترین گزینه برای به‌کارگیری در پیل‌های سوختی پلیمری می‌باشند. به همین جهت مطالعه گسترده‌ای در ارتباط با مشخصات و ویژگی‌های صفحات کامپوزیتی و فرآیند ساخت آنها در دو نوع ترموپلاست و ترموست انجام گرفت.»
در مورد ساخت این صفحات، ابتدا صفحات از مواد ترموپلاست در ابعاد و اندازه کوچک ساخته و با کسب دانش در این زمینه، تعدادی از این صفحات تولید شد. بر پایه تجربه‌های به دست آمده در فرآیند ساخت و آزمایش‌های عملکردی در پیل‌های سوختی، به ساخت صفحات دو قطبی از نوع ترموست اولویت بیشتری داده شد. مطالعات دانشی در این مورد ساخت نخستین نمونه صفحات را به دنبال داشت.
دشتی در مقایسه خواص ترموست‌ها و ترموپلاست‌ها گفت: «از نظر خواص مکانیکی و الکتریکی، کامپوزیت‌های تولید شده از نوع رزین ترموست، دارای خواص مطلوب‌تری نسبت به صفحات دوقطبی ساخته شده از نوع ترموپلاست هستند و دمای نرم‌شدگی بالاتری دارند. در حقیقت مهم‌ترین مزیت ترموپلاست‌ها در سادگی فرآیند تولید آن‌ها( در تولید انبوه، نه آزمایشگاهی) است ولی عیب عمده آنها داشتن دمای نرم شدگی پایین در مقایسه با ترموست‌ها است.
از اصلی‌ترین مشکلات ناشی از نرم شدگی، نشت گازهای موجود در سامانه پیل‌سوختی، به‌خصوص هیدروژن است. با توجه به تمایل گسترده تولیدکننده‌ها به سوی پیل‌های دما بالا، در آینده این مشکل بیش از گذشته نمایان می‌شود.»
با پشت سر گذاشتن این مراحل، جوانان پژوهشگر اصفهانی با طراحی و ساخت قالب‌های صفحات پیل‌سوختی در ابعاد صنعتی، امکان تولید نیمه انبوه این صفحات(زمان پخت هر صفحه کمتر از 10 دقیقه) و به‌کارگیری نمونه‌های واقعی را در پیل‌سوختی به دست آوردند.
دشتی در مورد ظرفیت تولید انبوه این صفحات گفت: «تولید انبوه کاملاً به تقاضای بازار وابسته است. در شرایط فعلی که این محصول در مرحله تحقیق و توسعه قرار دارد تولید بر پایه سفارش مشتری صورت خواهد گرفت.»
صفحات ترموست ساخته شده در کشور با توجه به استانداردهای موجود برای استفاده در پیل‌های سوختی از کیفیت مطلوبی برخوردار بوده و حتی در برخی از ویژگی‌ها در مقایسه با نمونه‌های خارجی، کارکرد بهتری داشته است.