بهينه‌سازي خواص و ساخت صفحات دوقطبي كامپوزيتي پيل‌هاي سوختي پليمري

در اين پژوهش، ساخت صفحات دوقطبي كامپوزيتي پليمر/گرافيتي به روش قالب‌گيري داغ فشاري، به منظور استفاده در پيل‌هاي سوختي غشا‌پليمري و بهينه‌سازي خواص به كمك طراحي آزمايش با استفاده از نرم‌افزار ميني‌تب مورد بررسي قرار گرفت. خواص فيزيكي، مكانيكي و الكتريكيِ صفحات دوقطبي‌كامپوزيتي ساخته‌شده با انجام آزمون‌هاي جذب‌آب، محاسبه چگالي، آزمون استحكام خمشي، مقاومت تماسي و رساناي الكتريكي مورد بررسي قرار گرفت. فعاليت‌هاي انجام گرفته در طول اين پژوهش حاكي از آن است كه در صورت طراحي مناسب قالب، تأمين دستگاه پرس گرم مناسب و رسيدن به دماي يكنواخت در سطوح قالب، توليد و ساخت صفحات دوقطبي با ضخامت كم و با كيفيت سطوح بسيار بالا توسط تركيب كامپوزيتي پودري امكان‌پذير است. پارامترهاي فشار و زمان پخت به عنوان پارامترهاي ورودي بهينه‌سازي در نظر گرفته شد و هدف بهينه‌سازي استحكام خمشي و مقاومت تماسي براي دستيابي به هدف‌گذاري سال 2020 دپارتمان انرژي آمريكا براي صفحات دوقطبي پيل‌هاي سوختي پليمري است. نتايج بهينه‌سازي فشار 79/499 مگاپاسكال و زمان پخت 70 ثانيه را نشان مي‌دهد كه نمونه 12 به اين حالت بهينه نزديك بوده و پارامترهاي استحكام خمشي و مقاومت تماسي آن به ترتيب53/91 مگاپاسكال و 10/57 ميلي‌اهم در سانتي‌متر مربع مي‌باشد. همچنين ميزان جذب آب و رسانايي الكتريكي در راستاي ضخامت به ترتيب 0/36 درصد و 27/22 زيمنس بر متر مي‌باشد كه مطابق با هدف‌گذاري دپارتمان انرژي آمريكا مي‌باشد.