PEM燃料電池蠕蟲(chóng)石墨-樹(shù)脂復(fù)合雙極板的研究.pdf

1、聚合物膜燃料電池是一種將燃料和氧化劑中的化學(xué)能直接、連續(xù)地轉(zhuǎn)變成電能的發(fā)電裝置.它與熱機(jī)或充電電池等比較,具有能量轉(zhuǎn)化效率高、可靠性強(qiáng)、高的質(zhì)能比、清潔、易啟動(dòng)、無(wú)噪音、低輻射、隱蔽性強(qiáng)、模塊化結(jié)構(gòu)等一系列優(yōu)點(diǎn).聚合物膜燃料電池中的雙極板向膜電極分配燃料和氧化劑并串連相鄰單電池,是重要部件之一.高電導(dǎo)和氣密性是雙極板材料需有的基本性能.目前質(zhì)子交換膜燃料電池的極板材料主要有兩種:一種是石墨或碳板,可以機(jī)加工,其優(yōu)點(diǎn)較明顯,電阻小,耐腐蝕

2、性強(qiáng),質(zhì)量輕等;但其缺點(diǎn)也很明顯,費(fèi)用高且強(qiáng)度差.另一種是金屬板(不銹鋼板),優(yōu)點(diǎn)是成本低、強(qiáng)度大、易成型、體積小,缺點(diǎn)是耐腐蝕性差一些,質(zhì)量大.復(fù)合雙極板結(jié)合了石墨板和金屬板的優(yōu)點(diǎn),具有耐腐蝕、體積小、質(zhì)量輕、強(qiáng)度高等特點(diǎn),應(yīng)該是將來(lái)發(fā)展的趨勢(shì).該文中我們按照用廉價(jià)的天然石墨和聚丙烯復(fù)合制備雙極板的構(gòu)思,進(jìn)行了與材料和工藝兩方面相關(guān)的基礎(chǔ)研究.論文首先從材料入手研究了聚丙烯的粒徑、熔體流動(dòng)指數(shù),膨脹石墨的粒徑等因素對(duì)復(fù)合板的導(dǎo)電及阻氣

3、性能的影響,并且尋找到一種使膨脹石墨可以與聚丙烯復(fù)合制板的機(jī)械處理方法.該文還分別驗(yàn)證了加熱溫度、恒溫時(shí)間、成型壓力、冷卻成型壓力、聚丙烯混合均勻程度等工藝條件對(duì)復(fù)合板導(dǎo)電和阻氣性能的影響,并且通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)綜合考察了恒溫溫度、恒溫時(shí)間、成型壓力、冷卻成型壓力及其交互作用與聚丙烯熔體流動(dòng)指數(shù)等因素對(duì)復(fù)合板導(dǎo)電與阻氣性能的影響程度的大小以及顯著程度.使用體式顯微鏡,掃描隧道電子顯微鏡,金相顯微鏡等輔助實(shí)驗(yàn)手段對(duì)所制復(fù)合板的斷面及表面形貌進(jìn)行