تحلیل تجربی رفتار مکانیکی صفحات دوقطبی کامپوزیتی در پیل های سوختی پلیمری

صفحات دوقطبی یکی از اجزای اصلی پیل سوختی پلیمری است. در این مقاله رفتار مکانیکی صفحات دوقطبی کامپوزیتی بررسی و با معیار دپارتمان انرژی مقایسه شده است. تمام نمونه­ها با روش ریخته­گری تحت فشار و تحت پرس گرم تهیه شدند. برای ساخت صفحات دوقطبی کامپوزیتی از پودر رزین فنولیک به­عنوان زمینه کامپوزیت استفاده شد. به منظور افزایش استحکام خمشی و استحکام ضربه، از الیاف کربن و پارچه کربنی به­عنوان تقویت­کننده استفاده شد. با بکارگیری پودر گرافیت در ساختار کامپوزیت میزان رسانایی الکتریکی نمونه­ها نیز بررسی شد. به منظور بررسی رفتار مکانیکی صفحات دوقطبی، نمونه­ها با درصدهای وزنی مختلف رزین فنولیک تولید و مورد آزمایش­­ قرار گرفت. استحکام خمشی نمونه با ۲۰% وزنی رزین، برابر  MPa۰۵/۲۳ اندازه­گیری شد که ۷% از معیار Department of  Energy (دپارتمان انرژی) کمتر است. با افزودن ۲% وزنی رزین، استحکام خمشی ۱۱% از معیار DOE بیشتر شد. در کامپوزیت با ۲۰% وزنی رزین استحکام ضربه­ی نمونه­ها به طور چشم­گیری نسبت به معیار DOE افزایش یافت. برای افزایش رسانایی الکتریکی نمونه­ها، پودر گرافیت فرآوری شد. ریخت­شناسی نمونه­ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) انجام شد. تصاویر SEM نشان می­دهند که فرآوری پودر گرافیت باعث بزرگتر شدن صفحات مولکولی گرافیت شده و رسانایی الکتریکی سطحی نمونه­ها را افزایش می دهد. در نهایت، نتایج نشان داد که افزایش درصد وزنی رزین، باعث افزایش استحکام خمشی و استحکام ضربه­ی صفحات دوقطبی کامپوزیتی شده و میزان هدایت الکتریکی سطحی آنها را نسبت به معیار DOE کاهش می دهد.

کلیدواژه ها:

پیل سوختی ، صفحات دوقطبی ، کامپوزیت ، رفتار مکانیکی