質(zhì)子交換膜燃料電池用雙極板文獻綜述

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1、質(zhì)子交換膜燃料電池用雙極板文獻綜述摘要：質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)具有高效環(huán)保、比能量和比功率高、啟動快等諸多優(yōu)點，被看作是未來重要的新型能源。雙極板作為PEMFC的關(guān)鍵組件之一，同時也是制約PEMFC發(fā)展的因素之一，因此研究和開發(fā)新型的雙極板材料對于PEMFC的發(fā)展有著至關(guān)重要的作用。綜合闡述了目前幾類用于制備PEMFC雙極板的材料及其制備工藝，對其各自的利弊做出了分析。關(guān)鍵詞：質(zhì)子交換膜燃料電池；復(fù)合雙極板；石墨；樹脂Abstract:Protonexchangemembranefuelcell(PE

2、MFC),withadvantagessuchashighefficiencyandenvironmentalprotection、highspecificenergyandpower、andstartsfast,isregardedasanewimportantenergyinthefuture.TheresearchanddevelopmentofmaterialsusedtopreparebipolarplatesareveryimportantforPEMFC,becausebipolarplatesa

3、reoneofthekeycomponentsandfactorsthatrestrictthedevelopmentofPEMFC.ComprehensiveelaborateforthepreparationofthecurrentPEMFCbipolarplatematerialanditspreparationprocess,advantagesanddisadvantagesofmaterialswerecomparedandanalyzed.Keywords:protonexchangemembra

4、nefuelcell;compositebipolarplate;graphite;resin;前言在當今能源緊缺的時代，能源對于社會經(jīng)濟發(fā)展以及環(huán)境保護提出了巨大的挑戰(zhàn)。據(jù)世界能源組織調(diào)查顯示，包括煤,石油,天然氣等在內(nèi)的礦物質(zhì)能源將在未來的100~200年內(nèi)耗盡，新的能源技術(shù)將被不斷的開發(fā)并利用，尋找性價高的新能源成為各國研究者的首要任務(wù)。燃料電池是一種可以高效地將燃料和氧化劑轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。1839年英國科學家首先介紹了燃料電池的原理性實驗。20世紀60年代首次應(yīng)用在美國航空航天管理局的阿波羅登月飛

5、船上作為輔助電源，為人類登上月球作出了積極的貢獻，燃料電池的研究進入了快速發(fā)展階段，稱之為燃料電池開發(fā)的空間時代。1973年，在全球能源危機的刺激下，為了提高能源利用率，燃料電池的研究與開發(fā)掀起新高潮。這一時期稱為燃料電池開發(fā)的能源時代。20世紀80年代末期，環(huán)境污染問題逐步惡化。1987年，美國公布了來自發(fā)電站和交通運輸方面的廢氣，如CO、NOx、SOx、粉塵等污染物且總量超過大氣中污染物的90%，以提高能源利用率，減少環(huán)境污染為目標的燃料電池研究開發(fā)工作引起了各國政府及科學家的重視，促進了燃料電池開發(fā)的環(huán)境

6、時代的到來。1993年，加拿大Ballard電力公司展示了一輛零排放，最高時速為72Km/h、以質(zhì)子交換膜燃料電池為動力的公交車，引發(fā)了全球性燃料電池電動汽車的研究開發(fā)熱潮[1]。發(fā)達國家都將大型燃料電池的開發(fā)作為重點研究項目，企業(yè)界也紛紛斥以巨資，從事燃料電池技術(shù)的研究與開發(fā)，現(xiàn)在已取得了許多重要成果，使得燃料電池即將取代傳統(tǒng)發(fā)電機及內(nèi)燃機而廣泛應(yīng)用于發(fā)電機汽車上[2]。燃料電池的高效率、無污染、建設(shè)周期短、易維護以及低成本的潛能將引爆21世紀新能源與環(huán)境的綠色革命。如今，在北美、日本和歐洲，燃料電池發(fā)電正以

7、急起直追的勢頭快步進入工業(yè)化規(guī)模應(yīng)用的階段，將成為21世紀繼火電、水電、核電后第四代發(fā)電方式[3]。燃料電池種類繁多，性能各異，其中質(zhì)子交換膜電池具有無噪聲、零污染、無腐蝕、壽命長、工作電流大抗震性好，低溫啟動快和工作溫度低等特點，使質(zhì)子交換膜燃料電池與現(xiàn)實生活息息相關(guān)，可用于分散式供電、供熱源和軍用、民用便攜式電源，也可以用做燃料電池汽車的動力源。在未來以氫作為主要能量載體的氫能時代，質(zhì)子交換膜燃料電池具有十分廣闊的應(yīng)用前景。1質(zhì)子交換膜燃料電池簡介燃料電池是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，集能量存儲和轉(zhuǎn)換于一體，不經(jīng)過燃

8、燒，直接通過電化學反應(yīng)將存儲在燃料和氧化劑中的化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。燃料和空氣被分別送入燃料電池的兩極，經(jīng)過催化反應(yīng)電就被奇妙地生產(chǎn)出來。它從外表上看有正負極和電解質(zhì)等，像一個蓄電池，但實質(zhì)上它不能夠“儲電”，而是一個“發(fā)電廠”。燃料電池的燃料可以是經(jīng)過重整后的高純氫氣，也可以是醇、醛等碳氫化合物，氧化劑一般采用空氣或氧氣[4]。它是一種不經(jīng)過熱機過程，不受卡若循環(huán)限制的能源轉(zhuǎn)換器，