炭氣凝膠的制備及對(duì)膨脹石墨基雙極板的改性研究.pdf

1、質(zhì)子交換膜燃料電池是一種能量轉(zhuǎn)換裝置。質(zhì)子交換膜燃料電池與傳統(tǒng)的發(fā)電裝置相比不受卡諾循環(huán)限制，因此具有更高的能量轉(zhuǎn)化率。以氫作燃料、以氧作氧化劑，且在低溫下即可運(yùn)行，所以對(duì)環(huán)境污染較小。質(zhì)子交換膜燃料電池應(yīng)用廣泛，不僅可以作為汽車、船舶的動(dòng)力源，而且可以作為小型的移動(dòng)電源等。其中雙極板是質(zhì)子交換膜燃料電池的重要組成部分，所以它的性能在很大程度上影響著質(zhì)子交換膜燃料電池的廣闊前景。
　　本實(shí)驗(yàn)體系首先制備反應(yīng)原料，制備實(shí)驗(yàn)所需的碳填

2、料球型炭氣凝膠、膨脹石墨、熱塑性酚醛樹脂。分別對(duì)原料進(jìn)行了紅外光譜、掃描電子顯微鏡、熱重分析、X-射線衍射光譜性能測(cè)試和結(jié)構(gòu)表征。
　　其次，分別采用熔融混合法和吸附復(fù)合法制備了膨脹石墨基復(fù)合材料雙極板，熔融混合法以膨脹石墨和粉末狀酚醛樹脂為原料進(jìn)行直接混合，經(jīng)過(guò)粗混、球磨混合、模壓固化，混合工藝操作簡(jiǎn)單。吸附復(fù)合法以膨脹石墨和熱塑性酚醛樹脂為原料，利用膨脹石墨能夠吸附油性大分子的性質(zhì)，二者混合比較充分。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明不同制備工藝、

3、不同含量的原料配比對(duì)復(fù)合材料雙極板有一定的影響。結(jié)果顯示吸附復(fù)合法制備的膨脹石墨基復(fù)合材料雙極板的性能比熔融混合工藝好，當(dāng)樹脂含量在35~50wt.％時(shí)雙極板的綜合性能較優(yōu)。
　　最后，采用不同工藝添加碳填料球型炭氣凝膠制備改性膨脹石墨基復(fù)合材料雙極板，并對(duì)其進(jìn)行相關(guān)的性能測(cè)試和結(jié)構(gòu)表征。性能測(cè)試主要包括復(fù)合材料及改性復(fù)合材料的抗折強(qiáng)度測(cè)試、電導(dǎo)率大小測(cè)試。實(shí)驗(yàn)相關(guān)數(shù)據(jù)表明碳填料球型炭氣凝膠的添加對(duì)膨脹石墨基雙極板的性能有一定的提