炭氣凝膠的制備及對膨脹石墨基雙極板的改性研究.pdf

1、質(zhì)子交換膜燃料電池是一種能量轉(zhuǎn)換裝置。質(zhì)子交換膜燃料電池與傳統(tǒng)的發(fā)電裝置相比不受卡諾循環(huán)限制，因此具有更高的能量轉(zhuǎn)化率。以氫作燃料、以氧作氧化劑，且在低溫下即可運行，所以對環(huán)境污染較小。質(zhì)子交換膜燃料電池應(yīng)用廣泛，不僅可以作為汽車、船舶的動力源，而且可以作為小型的移動電源等。其中雙極板是質(zhì)子交換膜燃料電池的重要組成部分，所以它的性能在很大程度上影響著質(zhì)子交換膜燃料電池的廣闊前景。
　　本實驗體系首先制備反應(yīng)原料，制備實驗所需的碳填

2、料球型炭氣凝膠、膨脹石墨、熱塑性酚醛樹脂。分別對原料進(jìn)行了紅外光譜、掃描電子顯微鏡、熱重分析、X-射線衍射光譜性能測試和結(jié)構(gòu)表征。
　　其次，分別采用熔融混合法和吸附復(fù)合法制備了膨脹石墨基復(fù)合材料雙極板，熔融混合法以膨脹石墨和粉末狀酚醛樹脂為原料進(jìn)行直接混合，經(jīng)過粗混、球磨混合、模壓固化，混合工藝操作簡單。吸附復(fù)合法以膨脹石墨和熱塑性酚醛樹脂為原料，利用膨脹石墨能夠吸附油性大分子的性質(zhì)，二者混合比較充分。實驗結(jié)果證明不同制備工藝、

3、不同含量的原料配比對復(fù)合材料雙極板有一定的影響。結(jié)果顯示吸附復(fù)合法制備的膨脹石墨基復(fù)合材料雙極板的性能比熔融混合工藝好，當(dāng)樹脂含量在35~50wt.％時雙極板的綜合性能較優(yōu)。
　　最后，采用不同工藝添加碳填料球型炭氣凝膠制備改性膨脹石墨基復(fù)合材料雙極板，并對其進(jìn)行相關(guān)的性能測試和結(jié)構(gòu)表征。性能測試主要包括復(fù)合材料及改性復(fù)合材料的抗折強(qiáng)度測試、電導(dǎo)率大小測試。實驗相關(guān)數(shù)據(jù)表明碳填料球型炭氣凝膠的添加對膨脹石墨基雙極板的性能有一定的提