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1、業(yè)羔生一————溯黼黼麓鬻藿——墜竺血型越趟墜萬方數(shù)據(jù)一種浸漬燃料電池用石墨雙極板的新方法王明華,曹廣益,朱新堅(jiān),隋升,余晴春,范征宇(上海交通大學(xué)燃料電池研究所,上海200030)摘要:石墨板雖然具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱以及耐腐蝕等性能,但在制造過程中不可避免地產(chǎn)生氣孔,含有氣孔的石墨板作為質(zhì)子交換腰燃料電池雙極板會(huì)使H2和q互相滲透,降低電池性能。采用真空加壓方法以硅酸鈉濃溶液浸漬石墨雙極板.然后加酸加熱使之轉(zhuǎn)變?yōu)閟i02,使石墨板氣孔率由182%降低至33%以下,在03MPaH2壓力下不透氣。經(jīng)硅酸
2、鈉溶液浸漬后的石墨板電阻沒有增加,而用其做的石墨雙極板使電池性能在同樣電流密度下約增加40mV以上。浸漬工藝保證了燃料電池的性能。關(guān)鍵詞:石墨艱極板,氣孔率;燃料電池.硅酸鈉溶液中囝分類號(hào):TM9114;TH1451文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1002—087X(2003)06—0492—02NewmethodofimpregnatinggraphitebipolarplatesusedinfuelceWANGMing—hua.CAOGuang—yi,ZHUXin—jian,SUISheng,YUQing
3、—chun,F(xiàn)ANZheng—yu(InstituteofFuelCell.ShanghaiJi∞tongUniwrsity,Shanghai200030,&lm)Abstract:Graphiteischaracteredbygoodconductivity,goodheatconductionandrust—resistance,butgraphitecontainsmanyporesduringtheirmanufacturingprocessinevitably.H2and02willbemi
4、xedifthegraphitebipolarplateswhichcontainporesareusedinPEMFC(protonexchangemembranefuelcell),andtheperformanceoffuelcellislowGraphitebipolarplateswereimpregnatedbythickNa2Si03mlutioninvacuumandpressure.Na2Si03ingraphiteplatewasturnedintoSi02afterbeingre
5、actedwithacidandheatedPorosityofgraphiteplatedroppedto3.3%from18.2%,NoH2leakageoccurredatthepressureof0.3MPa.Theresistanceofgraphiteplateafterimpregnationdidnotrise.Thevoltageoffuelcellusedthegraphiteplatesadded40mVatthesanlecurrentdensityPer{ormancesof
6、fuelcellwereguaranteed.Keywords:graphitebipolarplate;porosity;fuelcell;NazSi03solution石墨板由于具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性以及耐腐蝕等功能而被普遍用做質(zhì)子交換膜燃料電池的雙極板。但由于在石墨板燒制過程中作為粘接劑的煤焦油會(huì)氧化或揮發(fā),造成石墨板產(chǎn)品中存在大小不一的孔洞-lJ,氣孔率大約為182%--24.3%,如此高的氣孔率影響了石墨板的用途。目前世界上各研究者更多采用有機(jī)物如酚醛樹脂、石蠟、瀝青、聚碳硅烷等充填石墨板的
7、子L洞,降低氣孔率,達(dá)到密封石墨板的目的口叫J。有機(jī)物的優(yōu)點(diǎn)是分子量大、分子鏈長、形變性能好,故能很好地密封石墨板。但由于有機(jī)物似乎滲透入石墨板孔洞,甚至滲透入石墨片層,形成復(fù)合材料,從而加大了石墨板的體電阻和面電阻【5·引。質(zhì)子交換膜燃料電池單電池的理論電壓僅為1.229v,電池材料電阻越大.輸出功率越小.固此,大多數(shù)有機(jī)物不適合甩來浸漬質(zhì)子交換膜燃料電池用石墨雙極頓。收稿日期:2003—02—26作者簡(jiǎn)介:王明華/197l一),男,山東省』、.博士后.主要研究方向?yàn)橘|(zhì)子交換膜燃料電池。Blogra
8、phy:WANGMins-hua(1971一),male,pogtdoctor本文采用Na2Si03溶液慢湞,進(jìn)一步酸浸加熱使其生成siQ的方法處理石墨雙極板,降低了石墨板的氣孔率,并且沒有增加石墨雙板板的電阻,提高了質(zhì)子交換膜燃料電池的性能。1實(shí)驗(yàn)11實(shí)驗(yàn)所需儀器與藥品儀器:A6012型空氣壓縮機(jī),2XZ一2型真空泵,馬福爐;藥品:60%Na2Si03溶液(化學(xué)純),10%H2S04溶液(化學(xué)純).均為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。1.2實(shí)驗(yàn)步驟將待浸漬的石墨雙極板用丙