NG-PF雙極板復(fù)合材料的制備以及改性研究.pdf

1、質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)是直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的清潔高效的發(fā)電裝置。具有能量轉(zhuǎn)化率高、無污染、工作噪聲低、低溫下即可運行的特點,廣泛應(yīng)用在家庭、汽車、戶外小型機(jī)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(zhì)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(zhì)子交換膜燃料電池復(fù)合雙極板進(jìn)行研制。首先采用干法復(fù)合法和濕法復(fù)合法兩種工藝制備了鱗片石墨/酚醛樹脂(NG/PF)雙極板復(fù)合材料。濕法復(fù)合法充分利用了

2、鱗片石墨的微觀結(jié)構(gòu)和熱塑性酚醛樹脂的物理和化學(xué)特性,復(fù)合較為完全。干法復(fù)合法以粉末狀酚醛樹脂為原料,與鱗片石墨直接進(jìn)行球磨混合,制備工藝簡單。結(jié)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(jié)合干法復(fù)合工藝和濕法復(fù)合工藝,制備不同碳摻雜NG/PF雙極板復(fù)合雙極板材料。熱塑性酚醛樹脂的含量固定在復(fù)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(jìn)行表征和對復(fù)合材料

3、熱重分析。并對雙極板的導(dǎo)電率、機(jī)械性能(抗彎強(qiáng)度)、腐蝕電流、復(fù)合材料的密度、以及接觸角等性能進(jìn)行測定。
　　結(jié)果表明,摻雜碳材料的形貌特征、尺寸、含量均對雙極板復(fù)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(fù)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(qiáng)的導(dǎo)電性對提高復(fù)合材料導(dǎo)電性有很大作用。復(fù)合材料在碳納米管和炭氣凝膠含量分別為1.6wt.%和2wt.%時