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《天津大学》 2003年
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PEM燃料电池鳞片石墨/树脂复合双极板的研究

李国华  
【摘要】:燃料电池以其能量转化率高、低排放、能量和功率密度高等优点被认为是 适应未来能源和环境要求的理想动力源之一。双极板是燃料电池的重要组成部 分,它为电池分配燃料与氧化剂并串联相邻电池,其成本可占总成本的约 40%, 而燃料电池的高成本正是其走向实用化的一大障碍。寻找性能优良且成本低廉 的双极板新材料和加工方法已成为燃料电池产业化技术研究中的重要课题。本 论文针对现有双极板成本高的问题,在开发高性能、价廉的燃料电池双极板材 料和工艺方面进行了一些新的探索和尝试。 论文以导电性和阻气性作为双极板性能的衡量标准,首先从工艺的角度, 研究了不同混合方法、不同热压条件及不同冷却方法对鳞片石墨/树脂复合板性 能的影响。其次,本文从材料的角度,研究了不同树脂含量、不同树脂材料、 不同树脂熔体流动指数以及不同鳞片石墨颗粒大小对鳞片石墨/树脂复合板性 能的影响。实验发现树脂材料的流动性以及石墨颗粒的接触电阻是影响复合板 导电性的重要因素,而复合板的孔隙率则是影响其阻气性的重要因素。另外, 本文还考察了电池工作电流下复合板性能的变化,为本复合材料应用于燃料电 池时,其电阻值的稳定性提供了依据。 研究取得了极具开发前景的结果,本文提出的鳞片石墨/树脂复合双极板一 步模压成形技术大大减少了双极板的加工成本。其所制出的PP-NG和PVDF-NG 复合板的导电性和阻气性在树脂含量分别为 8wt%-25wt%和 13wt%-34wt%时, 均能达到燃料电池的使用标准,但其成本将远低于硬质石墨板,这将为燃料电 池提高经济竞争力和走向实用化奠定基础。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TM911.4

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【引证文献】
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【参考文献】
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