石墨-酚醛樹脂復合材料雙極板研究.pdf

1、質子交換膜燃料電池(PEMFC)以其能量轉化率高、低排放、能量和功率密度高等優(yōu)點被認為是適應未來能源和環(huán)境要求的理想動力源之一.雙極板是PEMFC的重要組成部分,它為電池分配燃料與氧化劑并串聯(lián)相鄰電池,其成本可占總成本的約40﹪,而高成本正是其走向實用化的一大障礙.尋找性能優(yōu)良且成本低廉的雙極板新材料和加工方法已成為燃料電池產業(yè)化技術研究中的重要課題.本論文針對現(xiàn)有雙極板成本高的問題,在開發(fā)高性能、價廉的燃料電池雙極板材料和工藝方面進行

2、了一些新的探索和嘗試. 采用一步模壓成型工藝制備復合板,降低了雙極板的加工成本.而且同注塑成型工藝相比,應用該工藝可以制備聚合物含量較低的復合板,使得雙極板具有較好的導電性能. 我們選取價格低廉的酚醛樹脂與天然鱗片石墨混合,應用模壓工藝制備了NG/PF復合板.對模壓工藝條件、樹脂含量對復合板導電性能、阻氣性能、機械性能和耐腐蝕性能等其它性能的影響進行了考察.結果表明,在適當?shù)墓に嚄l件下,PF質量含量為10﹪的NG/PF復

3、合板各項性能均能達到PEMFC雙極板材料性能的要求. 為了更好的推廣NG/PF復合板,我們對其結構做了改進,研制了NG/PF夾心復合板,以蠕蟲石墨為上下表層,以NG/PF復合板為芯層,結果發(fā)現(xiàn)在保持原有NG/PF復合板性能基礎上,復合夾心板降低接觸電阻70﹪～80﹪,降低總電阻13﹪～45﹪,相應電導率則提高13﹪～45﹪.使雙極板導電性能更好. 為了提高工效,又對預制夾心NG/PF復合板作了初步研究,并發(fā)現(xiàn)了其缺陷,為