Ikki funksiyali-Imkoniyat
Metallni qayta tiklash, elektr yutish va elektrodializ uchun elektrokimyoviy hujayralar isitish va elektr tokini taqsimlashni talab qiladi. An'anaga ko'ra, bu funktsiyalar alohida komponentlar bilan ta'minlanadi: haroratni nazorat qilish uchun suvga cho'mdiruvchi isitgich va oqim yig'ish uchun metall katod plitasi yoki mash. Ikki komponent hujayra ichidagi bo'sh joy uchun raqobatlashadi va alohida o'rnatish, texnik xizmat ko'rsatish va almashtirishni talab qiladi.
Ikkala funktsiyani bitta PTFE{0}}asosidagi yig'maga birlashtirish hujayra murakkabligini kamaytiradi, elektrodlar uchun ichki hajmni bo'shatadi va alohida metall isitgichning korroziya va ifloslanish muammolarini bartaraf qiladi. PTFE issiqlik almashtirgich quvurlari bug 'isitishni ta'minlashda davom etayotganda katod bo'lib xizmat qilish imkonini beruvchi Supero'tkazuvchilar elementlar bilan o'zgartiriladi. Bug 'va elektr zanjirlari PTFE trubkasi devorlari bilan bir-biridan ajratilgan.
Integratsiyalashgan o'tkazgich dizayni
Asosiy tuzilma standart PTFE issiqlik almashtirgich quvurlari to'plamidir. Oqim yig'ish qobiliyatini qo'shish uchun har bir trubka texnologik suyuqlik bilan aloqa qiladigan va katod oqimini to'playdigan tashqi o'tkazuvchan qatlam bilan jihozlangan. Supero'tkazuvchi qatlam elektrolit bilan kimyoviy jihatdan mos bo'lishi kerak, quvur uzunligi bo'ylab elektr uzluksiz va issiqlik o'tkazuvchanligi quvur ichidagi bug'dan tashqaridagi texnologik suyuqlikka issiqlik o'tkazish imkonini beradi.
Bir nechta yondashuvlar o'tkazuvchanlik funktsiyasini ta'minlaydi. Har bir isitish trubkasi ustiga grafit-PTFE kompozit gil-yupqa{3}}devorli grafit{4}}to‘ldirilgan PTFE- trubkasi suriladi. Grafit plomba (hajm bo'yicha 15-25%) PTFE matritsasining kimyoviy inertligini saqlab, oqim yig'ish uchun etarli elektr o'tkazuvchanligini ta'minlaydi (qarshilik taxminan 0,1-1,0 Ō·sm). Kompozit sleeve issiqlik o'tkazuvchanligi uchun isitish trubkasi devori bilan yaqin aloqada bo'ladi.
Shu bilan bir qatorda, teshilgan titanium yoki niobiy to'r har bir naychaga o'ralgan bo'lib, PTFE saqlovchi halqalari bilan ushlab turiladi. To'r yuqori o'tkazuvchanlik va chidamlilikni ta'minlaydi, PTFE trubkasi texnologik suyuqlik va ichki bug 'o'rtasidagi korroziya to'sig'ini ta'minlaydi. Qo'shni quvurlardagi to'r segmentlari katod avtobusini hosil qilish uchun o'tish simlari bilan elektr bilan bog'langan.
| Dizayn parametri | Spetsifikatsiya |
|---|---|
| Supero'tkazuvchilar qatlam materiali | Grafit{0}}to‘ldirilgan PTFE kompozit yoki titan/niobiy to‘r |
| Kompozit qarshilik | 0,1-1,0 Ō·sm (grafit-PTFE) |
| Mesh materiali | Titan 2-darajali yoki niobiy (elektrolitga-bog'liq) |
| Elektrga ulanish usuli | Quvur segmentlari orasidagi o'tish simlari; sarlavhada avtobus ulanishi |
| Elektrolitlarni izolatsiyasiga-bug'- | PTFE trubkasi devori (dielektrik quvvat > 18 kV/mm) |
| Quvur yuzasida oqim zichligi | 50-200 A/m² (ilovaga bog'liq) |
| Maksimal elektrolitlar ish harorati | 260 daraja (PTFE chegarasi) |
| Termal ishlash | 90-95% ekvivalent o'tkazuvchan bo'lmagan trubka (o'tkazuvchan qatlamdan ozgina qo'shimcha issiqlik qarshiligi) |
Elektr izolyatsiyasi dizayni
PTFE quvurlari ichidagi bug 'PTFE trubkasi devori orqali texnologik suyuqlikdan elektr izolyatsiyalanadi. Bug 'berish va kondensatni qaytarish quvurlari ham katod avtobusidan elektr izolyatsiyalangan bo'lishi kerak. Bug 'va kondensat ulanishlaridagi dielektrik troyniklar yoki izolyatsion g'altakning qismlari metall uzluksizligini buzadi, bu esa katod oqimining bug 'quvurlari orqali erga emas, balki mo'ljallangan avtobus ulanishlari orqali oqishini ta'minlaydi.
Har bir trubkadagi Supero'tkazuvchilar qatlam issiqlik almashtirgichni qo'llab-quvvatlash ramkasiga o'rnatilgan, lekin ramkadan elektr izolyatsiya qilingan katodli shinaga ulangan. Avtobus paneli rektifikatorning salbiy terminaliga ulangan. Butun komplekt shunday tuzilganki, elektrolitdan rektifikatorgacha bo‘lgan yagona oqim yo‘li o‘tkazgich trubkalar yuzalaridan o‘tadi va katod shinasi-yerga to‘g‘ri keladigan oqim yo‘llari yo‘q.
Issiqlik{0}}elektr samaradorligini optimallashtirish
Supero'tkazuvchi qatlam bug'{0}}issiq bo'lgan quvur devori va elektrolit o'rtasida kichik termal qarshilik qo'shadi. 0,5 mm qalinlikdagi grafit{2}}PTFE kompozit gilzasi uchun qo'shimcha issiqlik qarshiligi taxminan 0,001-0,002 m²·K/Vt ni tashkil qiladi, bu umumiy U qiymatini 5-10% ga kamaytiradi. Issiqlik moslamasining sirt maydoni kompensatsiya qilish uchun bir xil foizga ko'paytirilib, dizayndagi issiqlik to'lovi bajarilishini ta'minlaydi.
Quvurlar to'plami bo'ylab oqim taqsimoti o'tkazuvchan qatlam va elektrolitning elektr qarshiligi bilan boshqariladi. Katodli avtobus ulanishidan uzoqroq bo'lgan quvurlar biroz yuqoriroq qarshilik yo'liga ega. Supero'tkazuvchilar qatlam qalinligi va o'tish simi o'lchagichi oqimning bir xil taqsimlanishini ta'minlab, dizayn oqimida to'plamdagi kuchlanishning 50 mV dan kam tushishini cheklash uchun tanlangan.
Xulosa
Tashqi Supero'tkazuvchilar qatlam bilan o'zgartirilgan PTFE issiqlik almashtirgich elektrokimyoviy hujayralarda ham texnologik isitgich, ham katod oqimi kollektori sifatida xizmat qiladi. Grafit{1}}to‘ldirilgan PTFE kompozit yenglari yoki korroziyaga-bardoshli metall to‘r kimyoviy inertlikni saqlagan holda o‘tkazuvchanlik funksiyasini ta’minlaydi. PTFE trubkasi devori bug' pallasini elektr pallasidan ajratib turadi. Ikki{5}}funktsiyali dizayn hujayra murakkabligini pasaytiradi va korroziya va ifloslanish manbai sifatida alohida metall isitgichni yo'q qiladi.
Elektrolitlar kimyosi, ish harorati, joriy zichlik talablari va hujayra geometriyasi taqdim etilganda, birlashtirilgan isitgich-PTFE issiqlik almashinuvchisi dizayni uchun muhandislik yordami mavjud.
