收藏本站
《北京化工大学》 2006年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

质子交换膜燃料电池用碳纤维纸的性能优化

吕金艳  
【摘要】:气体扩散层在质子交换膜燃料电池电极中不仅起着支撑催化剂层、稳定电极结构的作用,还具备为电极反应提供气体通道、电子通道和排水通道等多种功能,是质子交换膜燃料电池的重要组成材料。 本文以酚醛树脂为粘合剂,中间相沥青粒子为添加剂,通过浸渍、模压、碳化、石墨化工艺将一种廉价的国产碳纤维纸原纸制成气体扩散层使用的碳纤维纸,表征了所得碳纤维纸的厚度、密度、孔隙率、透气性、电阻率和拉伸强度等主要性能,分析了产品的表面形态和晶体结构,探讨了中间相沥青提高碳纤维纸导电性和拉伸强度的作用机理。将所得碳纤维纸进行了憎水处理,表征了其憎水性能。 研究结果表明,模压工艺、碳化方法及热处理温度直接影响产品的结构和性能。中间相沥青粒子在提高导电性和拉伸强度的同时,较好地保持了碳纤维纸的孔隙率和透气性。 所得最佳模压工艺条件为:温度130~150℃,压力3.5~4.5MPa,时间20~30min。碳化时,于300℃恒温20min有利于提高碳纤维纸的拉伸强度。当中间相沥青粒子的添加量达到15~20%时,所得复合导电碳纤维纸的性能为:厚度0.21~0.23mm;密度~0.50gcm~(-3);孔隙率~70%;透气性~30mmH2O(气量流速为600mLmin~(-1);电阻率0.0030~0.0040Ωcm;拉伸强度~25MPa,基本满足气体扩散层用碳纤维纸的需求。
【学位授予单位】:北京化工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TM911.4

手机知网App
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 张敏;谢志勇;黄启忠;;质子交换膜燃料电池用炭纸的制备[J];材料导报;2011年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 顾明;改进“T”形法测量单根碳纤维热导率[D];清华大学;2009年
2 孙励志;质子交换膜燃料电池用碳纤维纸性能的初步研究[D];华南理工大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱红,葛奉娟,许韵华,朱捷,张治军;质子交换膜燃料电池用碳纳米管载铂催化剂的研究[J];北方交通大学学报;2003年03期
2 唐浩林,徐琴,木士春,潘牧,袁润章,谢春华;PEM燃料电池用气体扩散层材料研究进展[J];电池工业;2004年05期
3 罗志平,唐浩林,木士春,潘牧,谢春华;国产碳纤维纸合成PEMFC气体扩散层[J];电池工业;2005年03期
4 王明华,隋升,朱新坚,翟玉春,张国范,王宝莲,马淑燕;扩散层成分和含量对PEMFC性能的影响[J];电源技术;2005年04期
5 王晓丽,张华民,张建鲁,吴金锋,吴川,衣宝廉;扩散层形态对质子交换膜燃料电池性能的影响[J];电源技术;2005年09期
6 乔永进,原鲜霞,庞志成;质子交换膜燃料电池憎水基底制作工艺的研究[J];电源技术;1999年02期
7 李磊,许莉,王宇新;磺化聚醚醚酮膜的制备及其阻醇和质子导电性能[J];高分子学报;2003年03期
8 尚玉明;谢晓峰;刘洋;徐景明;毛宗强;;一种新型磺化聚酰亚胺质子交换膜的合成与表征[J];化工学报;2005年12期
9 水恒福,冯映桐,高晋生;粘结剂炭的结构与抗氧化性[J];华东理工大学学报;2002年02期
10 代化;管蓉;汪丽娟;;燃料电池用磺化聚砜类质子交换膜研究[J];化学进展;2006年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 迟宏宇;以中间相沥青炭微球为基体的C/C复合材料的制备与性能研究[D];北京化工大学;2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 裴浩;张学军;沈曾民;张智勇;;碳纤维纸的组成优化及其结构表征[J];北京化工大学学报(自然科学版);2008年03期
2 孙国娟;熊杰明;葛明兰;方国;韩迪;;氧化铁掺杂对中间相炭微球制备的影响研究[J];北京石油化工学院学报;2011年03期
3 董汉鹏;张威;郝一龙;;原电池型高分子电解质三电极氢传感器的研究[J];传感技术学报;2007年04期
4 许乐波;郭强;;燃料电池用磺化聚醚醚酮薄膜的研究进展[J];材料导报;2006年S1期
5 张红波;沈益顺;熊翔;左劲旅;尹健;;炭/炭复合材料用浸渍剂煤沥青的研究进展[J];材料导报;2008年S2期
6 高晓晴;郭全贵;刘朗;史景利;;含Ti组元炭/炭复合材料微观结构和热传导/力学性能的研究[J];材料工程;2007年S1期
7 宋会平;郭强;许乐波;;直接甲醇燃料电池用磺化聚醚醚酮质子交换膜[J];材料科学与工艺;2008年03期
8 胡志军;张治国;;碳纤维功能材料在纸业应用中的研发现状与前景[J];中华纸业;2010年23期
9 邹利;周罗庆;;燃料电池用碳纤维气体扩散层机织物的结构设计[J];产业用纺织品;2007年02期
10 赵培;木士春;潘牧;袁润章;;PEMFC组件CCM制备方法的评述[J];电池;2005年06期
中国重要会议论文全文数据库 前5条
1 张伟;汪树军;刘红研;王文波;王振新;;燃料电池电极扩散层碳纸性能评价[A];第七届全国氢能学术会议专辑[C];2006年
2 陈涵杰;顾军;于涛;邹志刚;;质子交换膜燃料电池气体扩散层涂料制备研究[A];第七届全国氢能学术会议专辑[C];2006年
3 张伟;汪树军;刘红研;王文波;王振新;;燃料电池电极扩散层碳纸性能评价[A];第七届全国氢能学术会议论文集[C];2006年
4 陈涵杰;顾军;于涛;邹志刚;;质子交换膜燃料电池气体扩散层涂料制备研究[A];第七届全国氢能学术会议论文集[C];2006年
5 樊孝红;于非;周震涛;;磺化聚醚醚酮/二氧化硅/磷钨酸复合膜的质子传导率与阻醇性[A];第二届中国储能与动力电池及其关键材料学术研讨与技术交流会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘以成;直接甲醇燃料电池阳极催化剂研究[D];清华大学;2002年
2 吴金锋;质子交换膜燃料电池电流密度分布的研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2004年
3 任素贞;直接甲醇燃料电池用新型质子交换膜的研究[D];大连理工大学;2006年
4 张云河;质子交换膜燃料电池阴极催化剂及电极过程动力学研究[D];中南大学;2004年
5 朱科;质子交换膜燃料电池Pt/C电催化剂和膜电极的研究[D];天津大学;2005年
6 汪国雄;直接甲醇燃料电池膜电极制备及阴极结构研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2006年
7 石英;基于分形模型的PEM燃料电池扩散层物性研究[D];武汉理工大学;2006年
8 崔平;碳纳米管基复合粒子的制备及其应用研究[D];南京理工大学;2006年
9 王晓丽;质子交换膜燃料电池膜电极结构研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2006年
10 孙海;直接甲醇燃料电池阻醇膜电极的研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王洪红;疏水粘结剂对CCM催化层电性能和耐久性的影响[D];武汉理工大学;2007年
2 王炯;燃料电池用碳纸的制备和表征[D];东华大学;2011年
3 康咪;质子交换膜燃料电池低温动态性能实验研究[D];北京交通大学;2011年
4 裴后昌;风冷PEM燃料电池堆研究[D];武汉理工大学;2011年
5 刘陟;交联型燃料电池用阴离子交换膜的制备和研究[D];大连理工大学;2011年
6 侯金龙;铝电解TiB_2/C复合阴极用沥青粘结剂的热固性树脂改性研究[D];中南大学;2011年
7 常新;质子交换膜燃料电池用炭纸的研制[D];中南大学;2009年
8 杨亮;电化学制冷制热系统及燃料电池内混合对流换热数值模拟[D];北京工业大学;2011年
9 甘涛;基于CoTETA/C氧还原的质子交换膜燃料电池膜电极制备工艺研究[D];上海交通大学;2011年
10 李晶;气体扩散电极在离子膜法电解制烧碱工艺中的稳定性评价及寿命预测[D];北京化工大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘新福,孙以材,刘东升;四探针技术测量薄层电阻的原理及应用[J];半导体技术;2004年07期
2 章颂云,宋怀河,郑妙生,陈晓红;酚醛树脂热解炭的制备及其电化学行为的研究[J];北京化工大学学报(自然科学版);2004年01期
3 裴浩;张学军;沈曾民;张智勇;;碳纤维纸的组成优化及其结构表征[J];北京化工大学学报(自然科学版);2008年03期
4 周祝林;姚辉;孙佩琼;张小苹;;树脂基纤维复合材料界面理论评述[J];玻璃钢;2006年01期
5 郑安呐,胡福增;树脂基复合材料界面结合的研究I:界面分析及界面剪切强度的研究方法[J];玻璃钢/复合材料;2004年05期
6 王云英;孟江燕;陈学斌;白杨;;复合材料用碳纤维的表面处理[J];表面技术;2007年03期
7 王照亮;唐大伟;;利用3ω法同时测量Nd:YAG晶体及其表面SiO_2/ZrO_2增透膜导热系数[J];传感技术学报;2006年05期
8 夏丽刚;李爱菊;阴强;王威强;;碳纤维表面处理及其对碳纤维/树脂界面影响的研究[J];材料导报;2006年S1期
9 周兆云;王华平;王朝生;张玉梅;;用于燃料电池碳纤维纸的研究进展[J];材料导报;2007年07期
10 刘皓;李克智;李贺军;卢锦花;翟言强;;热处理温度对中间相沥青基碳/碳复合材料力学性能的影响[J];材料工程;2007年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 吴凤秋;炭/炭复合材料的力学性能及其断裂机理的研究[D];中南大学;2002年
2 李晔;树脂浸渍法增密制备炭/炭复合材料[D];中南大学;2002年
3 白异峰;一种新型碳纤维纸的制备[D];太原理工大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 梁伊丽;谢志勇;涂川俊;汤贤;杨飘飘;金谷音;黄启忠;;石墨粉对PEMFC用炭纸性能的影响[J];新型炭材料;2012年05期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 石荣;碳/碳复合材料的工艺、组织和性能[J];材料导报;1998年03期
2 李崇俊,马伯信,霍肖旭,郝志彪;硼在碳/碳复合材料中的状态及其催化石墨化作用[J];材料工程;1998年12期
3 李崇俊,马伯信,金志浩;碳/碳复合材料的新发展[J];材料科学与工程;2000年03期
4 陈延禧,黄成德,孙燕宝;聚合物燃料电池的研史与开发[J];电池;1999年06期
5 邵志刚,衣宝廉,韩明,乔亚光,刘浩,于景荣;质子交换膜燃料电池电极的一种新的制备方法[J];电化学;2000年03期
6 徐洪峰,田颖,燕喜强;质子交换膜燃料电池电极制备及评价[J];大连铁道学院学报;2000年01期
7 陈延禧;聚合物电解质燃料电池的研究进展[J];电源技术;1996年01期
8 于景荣,衣宝廉,韩明,邵志刚,程晓亮;高功率密度质子交换膜燃料电池研究[J];电源技术;2000年03期
9 黄乃科,王曙中,李灵忻;质子交换膜燃料电池电极用气体扩散层材料[J];电源技术;2003年03期
10 吴金锋,侯明,衣宝廉,张华民;质子交换膜燃料电池及系统建模的研究与进展[J];电源技术;2004年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吕金艳;张学军;沈曾民;;中间相沥青粒子对PEMFC用碳纤维纸性能的影响[J];电源技术;2006年10期
2 石英;肖金生;薛坤;朱蓉文;;PEM燃料电池多孔介质扩散层分形维数的测定[J];武汉理工大学学报(信息与管理工程版);2006年03期
3 王虹;汤人望;施南飞;;质子交换膜燃料电池用碳纤维纸的研制[J];产业用纺织品;2007年05期
4 王晓丽;张华民;张建鲁;徐海峰;衣宝廉;;质子交换膜燃料电池气体扩散层的研究进展[J];化学进展;2006年04期
5 罗志平,唐浩林,木士春,潘牧,谢春华;国产碳纤维纸合成PEMFC气体扩散层[J];电池工业;2005年03期
6 朱应利;梁军生;刘冲;马天亮;贺鸿迪;;质子交换膜燃料电池扩散层电阻的实验研究[J];实验力学;2010年02期
7 吴睿;朱恂;廖强;王宏;丁玉栋;李俊;;PEMFC气体扩散层干燥过程孔隙网络模拟[J];工程热物理学报;2011年01期
8 陈黎;栾辉宝;陶文铨;;PEMFC气体通道表面润湿特性对气体扩散层中水分布的影响[J];化工学报;2011年S1期
9 许跃;刘文;刘群华;;质子交换膜燃料电池用碳纤维纸的研究进展[J];中国造纸;2009年09期
10 吴晓晖;郭航;叶芳;马重芳;;硅材料在微型燃料电池中的应用[J];化学进展;2009年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 高莹;木士春;潘牧;袁润章;;质子交换膜燃料电池气体扩散层的耐久性研究[A];第七届全国氢能学术会议论文集[C];2006年
2 高莹;木士春;潘牧;袁润章;;质子交换膜燃料电池气体扩散层的耐久性研究[A];第七届全国氢能学术会议专辑[C];2006年
3 刘盛洲;张兴鹏;印杰;;嵌段长度对磺酸基嵌段共聚物质子交换膜性能的影响研究[A];2006年全国高分子材料科学与工程研讨会论文集[C];2006年
4 纪志勇;陈胜利;;应用于质子交换膜燃料电池的SiO2/SPEEK复合膜的制备与表征[A];第三届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(下)[C];2006年
5 罗马吉;罗志平;潘牧;;质子交换膜燃料电池电堆活化过程研究[A];第七届全国氢能学术会议专辑[C];2006年
6 申会堂;张和平;李占宽;宋再卿;吝子东;;潜艇用质子交换膜燃料电池的应用现状及发展前景[A];第三届全国氢能学术会议论文集[C];2001年
7 申会堂;张和平;李占宽;宋再卿;吝子东;;潜艇用质子交换膜燃料电池的应用现状及发展前景[A];中国太阳能学会2001年学术会议论文摘要集[C];2001年
8 周琛;刘军民;廖世军;;直涂法制作质子交换膜燃料电池(PEMFC)中膜电极组件研究进展[A];第十三次全国电化学会议论文摘要集(上集)[C];2005年
9 李雷;谢晓峰;尚玉明;蒋金芝;冯少广;;自增湿质子交换膜的研究进展[A];中国化学会第26届学术年会新能源与能源化学分会场论文集[C];2008年
10 高建东;马志刚;邓正华;索继栓;;一种新型结构质子交换膜的研究[A];第二届中国储能与动力电池及其关键材料学术研讨与技术交流会论文集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;燃料电池电极气体扩散层用碳纤维纸材料及其制备方法[N];中国化工报;2002年
2 曹新华;游艇烧氢不是梦[N];中国船舶报;2001年
3 中科信研发中心 王静;电动汽车:21世纪的新型交通工具[N];科技日报;2001年
4 北京化工大学炭纤维及复合材料研究所 张学军;未来谁给我们供电?[N];计算机世界;2004年
5 本报记者 李兰;同在一个起跑线上[N];科技日报;2003年
6 本报记者 毛庆 本报通讯员 潘霖;专家教海归老板如何“谈判”[N];南京日报;2011年
7 信息产业部电子第十八研究所 汪继强;发展新型绿色环保电池刻不容缓[N];中国电子报;2001年
8 田戴;电动汽车牵引相关产业发展[N];中国环境报;2003年
9 记者徐风;燃料电池标准纳入 国家重大科技专项[N];中国质量报;2003年
10 太原理工大学洁净化工研究所 郝晓刚 孙彦平;燃料电池 21世纪的清洁发电技术[N];山西经济日报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王晓丽;质子交换膜燃料电池膜电极结构研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2006年
2 周平;燃料电池封装力学及多相微流动[D];大连理工大学;2009年
3 王二东;小型自增湿自呼吸质子交换膜燃料电池及氢源的研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
4 张学伟;质子交换膜燃料电池膜电极的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
5 张建鲁;质子交换膜燃料电池电催化剂和阴极电极结构研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2005年
6 吴金锋;质子交换膜燃料电池电流密度分布的研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2004年
7 张云河;质子交换膜燃料电池阴极催化剂及电极过程动力学研究[D];中南大学;2004年
8 梁永民;质子交换膜燃料电池抗CO电催化剂的研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2006年
9 韩金刚;基于不对称结构的新型多电平变换器研究[D];上海海事大学;2007年
10 王瑞敏;基于神经网络辨识模型的质子交换膜燃料电池系统建模与控制研究[D];上海交通大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吕金艳;质子交换膜燃料电池用碳纤维纸的性能优化[D];北京化工大学;2006年
2 裴浩;燃料电池气体扩散层用碳纤维纸的研制[D];北京化工大学;2008年
3 孙励志;质子交换膜燃料电池用碳纤维纸性能的初步研究[D];华南理工大学;2010年
4 徐海峰;质子交换膜燃料电池微孔层制备方法的研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2006年
5 何海婷;质子交换膜燃料电池仿真研究[D];北京交通大学;2008年
6 覃群;亲/疏水复合孔结构微孔层的制备及其性能研究[D];武汉理工大学;2008年
7 任俊霞;质子交换膜燃料电池膜电极制备工艺的研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
8 汪圣龙;质子交换膜燃料电池用微孔层的研究[D];武汉理工大学;2005年
9 黄永;质子交换膜燃料电池冷启动研究[D];武汉理工大学;2008年
10 李猛;质子交换膜燃料电池催化剂层的数学建模与模拟[D];吉林大学;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026