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1、本文對(duì)微型PEM燃料電池MEA的制備、優(yōu)化及應(yīng)用等進(jìn)行了研究,包括:(1)MEA的制備及優(yōu)化研究;(2)考察微型PEM燃料電池運(yùn)行條件對(duì)MEA性能的影響;(3)MEA在基于PCB技術(shù)的微型PEM燃料電池中的應(yīng)用。 首先,對(duì)MEA的制備及優(yōu)化研究,主要從熱壓工藝參數(shù)、催化層組分優(yōu)化、擴(kuò)散層和質(zhì)子交換膜的選擇等方面考慮的。具體工藝參數(shù)如下:MEA成型的主要工藝參數(shù):熱壓溫度為135℃~150℃,熱壓時(shí)間為t1=30s、t2=90s,
2、熱壓壓力為4MPa~6MPa;催化層組分參數(shù)控制:Nafion優(yōu)化量為1.0mg/cm2,PTFE含量為10wt%,Pt載量在0.4mg/cm2左右;擴(kuò)散層參數(shù)控制:采用透氣性能好、導(dǎo)電率高、憎水性適中的碳紙制備的MEA性能最佳;質(zhì)子交換膜厚度控制:Nafion1135是微型PEM燃料電池膜電極較為合適的質(zhì)子交換膜。采用上述優(yōu)化工藝制備的MEA組裝成電池峰值功率密度達(dá)到115mW/cm2,極限電流密度為440mA/cm2。 其次
3、,考察μPEMFC運(yùn)行條件對(duì)MEA性能的影響,得到了MEA在不同條件下的性能比較。其結(jié)論如下:合適的氫氣流量為0.01L/min,電池放置的方向性對(duì)MEA性能影響甚微,對(duì)流、環(huán)境溫度的上升均有利于提高M(jìn)EA的性能,開孔率為50%、鏤空面積為0.6mm*20mm的流道尺寸下,MEA的性能最好,MEA在運(yùn)行618h后性能穩(wěn)定。 最后,對(duì)MEA在基于PCB技術(shù)的微型PEM燃料電池中的應(yīng)用進(jìn)行了初步研究,得到如下結(jié)論:基于印刷電路板技術(shù)
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