MCMB的催化石墨化及PEMFC測試系統(tǒng)的研究.pdf

1、在所有的氫—氧燃料電池中，質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)是最有前途的一類燃料電池。PEMFC關(guān)鍵部件是雙極板。雙極板在PEMFC中具有隔絕反應(yīng)氣體、傳導(dǎo)電流和提供反應(yīng)氣體通道等功能。它不僅影響燃料電池的性能，也決定了燃料電池的成本。目前雙極板的制備材料主要有金屬和石墨。由于中間相碳微球(MCMB)具有很好的自燒結(jié)性，它是一種優(yōu)良的碳前驅(qū)體材料，用于制備高密度和高強(qiáng)度碳材料。本文研究利用MCMB為前驅(qū)體材料，通過凝膠注模成型工藝成型和摻

2、雜催化燒結(jié)來制備適用于雙極板的碳復(fù)合材料。 凝膠注模成型工藝是一種傳統(tǒng)的制備陶瓷薄片的方法，本論文利用該工藝獲得了密度均勻、強(qiáng)度高的高性能的碳材料層板。為了制備穩(wěn)定均一的MCMB流延漿料，首先研究了分散劑對MCMB懸浮體Zeta電位的影響，其次研究漿料的流變性，包括不同的固含量、分散劑量對漿料流變性的影響。然后研究了素坯的體積密度和抗彎強(qiáng)度與固相含量間的關(guān)系，以及燒結(jié)體的體積密度、抗彎強(qiáng)度及線收縮率與固相含量間的關(guān)系。以此獲得凝

3、膠注模成型工藝最佳配方。 有很多金屬和非金屬的摻雜物對碳材料的石墨化具有催化作用。本文通過在漿料中添加15um、50nm兩種粒度的不同含量的的TiC、SiC在MCMB中進(jìn)行摻雜，經(jīng)過1600℃真空燒結(jié)。通過實(shí)驗(yàn)所測數(shù)據(jù)、XRD衍射曲線及SEM圖片對比看出，摻雜TiC能改善MCMB碳材料的物理性能，而摻雜SiC反而降低碳材料的物理性能。但是這幾種摻雜都具有催化石墨化的效應(yīng)，摻雜TiC的石墨化效果明顯優(yōu)于摻雜SiC。無論對MCMB碳