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膨胀石墨作为质子交换膜燃料电池双极板材料研究

2021-06-24余丽赵志鹏卢璐史继诚徐洪峰

大连交通大学学报 2021年3期

余丽,赵志鹏,卢璐,史继诚,徐洪峰

(1.大连交通大学 环境科学与工程学院,辽宁 大连116028;2.大连交通大学 材料科学与工程,辽宁 大连 116028)*

燃料电池可以按电化学方式直接将氢气和氧气的化学能转化为电能[1],水是唯一的副产品,具有减少排放、功率大与能量密度高和工作温度低等优点[2-4].这种高效率和接近零排放的动力源引起了越来越多的关注.

质子交换膜燃料电池堆的关键组件之一是双极板,主要功能是隔绝和分配燃料气体和氧化剂、收集和传输电流、从活性区域带出废热、防止阴阳极的气体渗透,冷却剂的泄漏以及辅助电池中的水管理等[5].良好的导电性、耐腐蚀性强、高机械强度、低透气性、低成本、易加工性是双极板的理想特性.Ballard公司[6-8]首次采用了真空浸渍法制备了复合双极板,并成功应用于Mark9系列发动机上.大连化物所联合新源动力公司[9-11]研发了工艺路线不同于Ballard的真空树脂浸渍法制备复合双极板并应用于千瓦级的电堆.

本文讨论的是用真空密封剂浸渍法,用密封剂对已经模压好的膨胀石墨板材进行真空加压浸渍,使得密封剂进入膨胀石墨的孔隙中后再高温固化,最终达到提高膨胀石墨作为双极板材料的综合性能的要求.

1 实验方法

1.1 实验材料及仪器

实验所需的材料主要包括:膨胀石墨,T90密封剂,刻蚀SS316L不锈钢板.

实验所需的仪器主要包括:真空干燥箱,可真空加压注密钢瓶,针管,培养皿.

1.2 注密膨胀石墨的制备

称取一定质量的膨胀石墨置于石英培养皿中,在干燥箱中60℃干燥12 h后取出备用.

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