郑 帅，郭锺然，蒋泽琦，赵天天，林 瑞

(1.同济大学新能源汽车工程中心，上海201804；2.同济大学汽车学院，上海201804；3.同济大学材料科学与工程学院，上海201804)

燃料电池气体扩散层制备工艺的优化及其应用

郑 帅1,2,3，郭锺然1,2，蒋泽琦1,2，赵天天1,2，林 瑞1,2

(1.同济大学新能源汽车工程中心，上海201804；2.同济大学汽车学院，上海201804；3.同济大学材料科学与工程学院，上海201804)

基于丝网印刷工艺，通过连续印刷、340℃焙烧(方法一)，间隔印刷、340℃焙烧(方法二)，间隔印刷、280和340℃分段焙烧(方法三)三种不同的方法制备燃料电池气体扩散层(GDL)。采用扫描电子显微镜(SEM)技术对三种GDL的表面形貌进行表征；利用四探针测试仪测试三种GDL的电阻率；借助比表面积及孔隙分析仪对三种GDL的BET比表面积和孔容进行测试。将制备的三种GDL分别应用于燃料电池测试，发现基于方法三制备的GDL的PEMFC单电池性能最好。实验结果表明：采用间隔印刷和分段焙烧(280和340℃焙烧)可以优化GDL表面结构、增加GDL的比表面积和孔容、降低GDL的电阻率；应用于PEMFC中，可以提高电池的极化性能。

燃料电池；气体扩散层；制备工艺优化；电阻率；BET比表面积

质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell, PEMFC)的核心部件是膜电极(membrane electrolyte assembly，MEA)，它由气体扩散层(gas diffusion layer，GDL)、催化层和质子交换膜通过热压工艺制备而成。其中，气体扩散层由导电的多孔材料组成，起到支撑催化层、收集电流、传导气体和排除产物水等多重作用，实现反应气体和产物水在流场和催化层之间的再分配，是影响电极性能的关键部件之一[1]。一般认为气体扩散层可以分成基底层(支撑层)和微孔层两部分。……