NG-PF雙極板復合材料的制備以及改性研究.pdf

1、質子交換膜燃料電池(PEMFC)是直接將化學能轉化為電能的清潔高效的發(fā)電裝置。具有能量轉化率高、無污染、工作噪聲低、低溫下即可運行的特點,廣泛應用在家庭、汽車、戶外小型機器等方面。其中雙極板是其重要部件之一,雙極板的研制影響著質子交換膜燃料電池的發(fā)展。
　　本課題主要從以下兩個方面對質子交換膜燃料電池復合雙極板進行研制。首先采用干法復合法和濕法復合法兩種工藝制備了鱗片石墨/酚醛樹脂(NG/PF)雙極板復合材料。濕法復合法充分利用了

2、鱗片石墨的微觀結構和熱塑性酚醛樹脂的物理和化學特性,復合較為完全。干法復合法以粉末狀酚醛樹脂為原料,與鱗片石墨直接進行球磨混合,制備工藝簡單。結果表明,制備工藝的不同對雙極板性能有著不同的影響。
　　其次,結合干法復合工藝和濕法復合工藝,制備不同碳摻雜NG/PF雙極板復合雙極板材料。熱塑性酚醛樹脂的含量固定在復合材料的17wt％,碳填料采用碳納米管和炭氣凝膠。采用了掃描電子顯微鏡、以及紅外光譜、X-射線衍射光譜進行表征和對復合材料

3、熱重分析。并對雙極板的導電率、機械性能(抗彎強度)、腐蝕電流、復合材料的密度、以及接觸角等性能進行測定。
　　結果表明,摻雜碳材料的形貌特征、尺寸、含量均對雙極板復合材料的綜合性能有較大影響。碳納米管因其自身具有較大的長徑比和在復合材料中的各向異性的特點,對雙極板綜合性能等有較大影響;球狀炭氣凝膠因其粒徑小、比表面積大,有很強的導電性對提高復合材料導電性有很大作用。復合材料在碳納米管和炭氣凝膠含量分別為1.6wt.%和2wt.%時