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《石墨酚醛樹脂復(fù)合材料雙極板研究》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要質(zhì)子交換膜燃科電池(PEMFC)以其能量轉(zhuǎn)化率高、低排放、能量和功率密度高等優(yōu)點(diǎn)被認(rèn)為是適應(yīng)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?qū)嵱没囊淮笳系K。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(chǎn)業(yè)化技術(shù)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(jià)廉的燃料電池雙極板材料和工藝方面進(jìn)行了一些新的探索和嘗試。采用一步模壓成型工藝制備復(fù)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(yīng)用該工藝可以制備聚合物含
2、量較低的復(fù)合板,使得雙極板具有較好的導(dǎo)電性能。我們選取價(jià)格低廉的酚醛樹脂與天然鱗片石墨混合,應(yīng)用模壓工藝制備了NG/PF復(fù)合板。對模壓工藝條件、樹脂含量對復(fù)合板導(dǎo)電性能、阻氣性能、機(jī)械性能和耐腐蝕性能等其它性能的影響進(jìn)行了考察。結(jié)果表明,在適當(dāng)?shù)墓に嚄l件下,PF質(zhì)量含量為10%的NG/PF復(fù)合板各項(xiàng)性能均能達(dá)到PEMFC雙極板材料性能的要求。為了更好的推廣NG/PF復(fù)合板,我們對其結(jié)構(gòu)做了改進(jìn),研制了NG/PF夾心復(fù)合板,以蠕蟲石墨為上下表層,以NG/PF復(fù)合板為芯層,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在保持原有NG/PF復(fù)合板性能基礎(chǔ)上,復(fù)合夾心板降低接觸電阻70%-一80%,降低總電阻1
3、3%--45%,相應(yīng)電導(dǎo)率則提高13%--45%。使雙極板導(dǎo)電性能更好。為了提高工效,又對預(yù)制夾心NG/PF復(fù)合板作了初步研究。并發(fā)現(xiàn)了其缺陷,為今后該設(shè)想的研究做了前期工作。關(guān)鍵訶:質(zhì)子交換膜燃料電池;電池雙極板;復(fù)合雙極板;復(fù)合夾心板;復(fù)合預(yù)制夾心板:接觸電阻;酚醛樹脂:石墨ABSTRACTPolymerelectrolytemembranefuelcell(PEMFC)isrecognizedasanewalternativetothepresentpowersourcesbecauseofitshighefficiency,lowemission,highe
4、nergyandpowerdensity.Bipolarplateis粕importantpartinFC.whichdistributesfuelandoxidantforFCandprovideselectronicconnectionbetweensinglecells.Itscostaccountedforabout40%ofaFCsmcLwhilethehifghcostofFCisakeyobstacletoitswideapplication.Therefore,searchingmaterialsandmanufacturingmethodsforh
5、i【gllperformanceandlowcostbipolarplatehasbeenveryimportant.Withtheabovebackground.newmaterialsandmanufacturingmethodsforbipolarplatesareexploredinthisstudy.Graphite/polymercompositeplatewasmanufacturedusingcompressionmoldingwithone—stepwhichdecreasestheprocessingcost.Comparedwithinject
6、ionmolding,thecompressionmoldingismoreapplicableforthecompoundwithpolymercontentintherangeofl0-20%.Sothecompositeplateshavebetterelectricalproperties.Low-costphenolformaldehyderesinwaschosentomixwithnaturalgraphite.Thecompositeplatewasmanufacturedusingthecompressionmoulding.Thevariatio
7、nofelectricalproperties,gastightness,mechanicalpropertiesandcorrosionresistancewithcompressiontechnologicalconditions,polymercontentwerealsostudied.Thecompositeplatewithformaldehyderesin(PF)content10wt%canmeetthedemandforthebipolarplatematerials.NG/PFcompositeplatestructureisimproved