乙烯基酯树脂/膨胀石墨燃料电池复合双极板

采用真空浸渍结合模压的方法,选取乙烯基酯树脂(VE)和膨胀石墨(EG)板材为原料制备复合双极板。考察了微观结构以及成型压力对双极板材料的导电性能、密封性能、机械性能以及表面亲/憎水性的影响。结果表明:随着成型压力的增加,双极板的电阻下降;双极板的气体密封性优异,其渗透率低于2×10-6cm~3/(S·cm~2),相对于原始EG板材降低了3个数量级;复合双极板有很高的表面能,与水的接触角均大于90°,这有利于电池内部液态水的排出。此外还研究了双极板在模拟燃料电池环境下的腐蚀行为,并利用性能最优的复合双极板组装成单电池,进行性能测试,当电流密度达到1500 mA/cm~2时,其功率密度可达到最大值670 mW/cm~2。并且经200h运行后,电池性能仍然稳定。因此,乙烯基酯树脂/膨胀石墨复合材料是一种有前景的双极板材料。     

复合材料双极板质子交换膜燃料电池

测定了两种树脂对导电骨料的润湿性,研究了树脂及其含量对复合材料双极板性能的影响。采用对导电骨料浸润性好的树脂作粘合剂,通过模压一次成型技术制备出复合材料双极板的电导率大于300S/cm,抗折强度大于30MPa,空气透气率为10!7cm2/s。并进行了电堆组装及电性能和稳定性测试。结果表明,在较小的电流密度(<1.0A/cm2)条件下,复合材料双极板的电性能和石墨材料双极板相当,在较大的电流密度(>1.0A/cm2)条件下,其电性能要稍优于石墨材料双极板;电池经350h放电试验并重复启动电池100次以上,双极板性能稳定。     

质子交换膜燃料电池复合双极板材料研究

以热塑性树脂聚苯硫醚(PPS)、中间相碳微球(MCMB)为主要原料,采用模压工艺制备了质子交换膜燃料电池用复合双极板。考察了树脂含量、成型时间及活性炭、碳纤维对双极板性能的影响,并对所制得双极板的截断面进行了形貌分析(SEM)。研究表明树脂质量分数为20%时,双极板综合性能达到最佳;双极板的成型时间不应少于30min;添加活性炭会使双极板性能下降,添加碳纤维有利于双极板各项性能的提高。通过经济分析提出,所开发的双极板材料可以减小燃料电池的成本。     

燃料电池双极板材料趋肤效应的模拟研究

燃料电池在动态负载输出时,电池内有趋肤效应现象产生.对不锈钢圆柱导体中的趋肤效应现象进行了模拟研究,并将模拟计算结果与理论计算结果进行比较,两者有很好的一致性.在此基础上,模拟研究了燃料电池双极板采用不同材料和不同形状时其趋肤效应现象.计算结果表明:由于趋肤效应作用,双极板边缘电流密度远大于中心电流密度,并且金属材料的...     

非金属含碳材料在氢能燃料电池用双极板中的研究与应用进展综述

双极板对质子交换膜燃料电池的性能有重要的影响.它们是确保反应介质进入电池的媒介,而且双极板在很大程度上决定了燃料电池电堆的重量.因为重量和材料成本有直接关系,因此,双极板对燃料电池的制造成本有决定性作用.在目前的燃料电池产品中,双极板的质量可高达70％,并占电池成本的30％.增强复合双极板有独特的电学和机械性能,若解决团聚和相容性等技术问题可显著提高双极板的性能.导电聚合物复合的含碳纳米材料显示出改善双极板性能的良好前景.本综述研究重点讨论双极板中主要材料对其电气,机械和耐久性能的影响.     

无隔膜静态锌溴电池电极双极板的制备研究

用开发出的新型电极双极板设计制备了无隔膜静态锌溴电池堆并评估其在锌溴电池中的应用。它由三部分组成:表面制备有碳化钛的钛板(双极板),导电粘合层和石墨毡(电极)。双极板与电极通过导电粘合层热粘合在一起连接到组件。通过体积电阻率等电池堆各项性能的评价,证明了这种新型电极双极板在无隔膜静态锌溴电池中的适用性,通过电池测试系统对电堆进行充放电测试,其库仑效率可达83%且循环性能良好,进一步证明了该组件在锌溴电池中的应用前景。     

燃料电池金属双极板精密冲压成型缺陷研究

金属双极板是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的关键部件。精密冲压成型具有高生产效率、低成本、较好成型精度等优点,是金属双极板的主要制造技术。建立了金属板冲压有限元仿真计算模型,模拟了冲压成型后双极板表面变形、流道深度不一致等缺陷。在压力机上冲压制造了流道宽度1.1 mm、深度0.3 mm的金属双极板样件,并采用超景深显微镜和轮廓仪测量了双极板表面微流道形貌。测量结果表明冲压成型的双极板表面出现明显的凸出变形,且横截面流道深度不均匀,测得流道深度差值最大为0.04 mm。     

直接甲醇燃料电池不锈钢双极板腐蚀行为研究

作为直接甲醇燃料电池(DMFC)的重要组成部件之一,双极板不仅起到连接单电池,还起到支撑电极、均匀分配燃料和氧化剂、传导电流和热等作用。以不锈钢替代传统的石墨双极板可以提高DMFC功率密度的同时,降低其成本。DMFC运行时以甲醇为燃料,因此双极板所处的运行环境包含不同浓度的甲醇,尤其是在使用甲醇燃料的阳极。因此针对DMFC运行环境中使用的双极板,研究了奥氏体不锈钢在不同浓度甲醇含量的DMFC阳极运行环境中的腐蚀行为。以50℃的0.05 mol/L硫酸和甲醇(甲醇浓度分别为0、1、5、10和20 mol/L)的混合溶液模拟DMFC阳极运行环境,对316不锈钢进行了极化以及交流阻抗测试,研究了DMFC运行环境中的甲醇浓度对不锈钢双极板腐蚀行为的影响。     

PEMFC双极板的材料和加工方法

双极板为膜电极的组装提供机械支撑,传递密封应力,收集电流,分隔氧化荆与燃料,并引导它们均匀、平缓且可控地分散到电极表面的反应区域.双极板还影响着电池的效率、质量、体积和成本.综述了双极板的材料和加工方法.     

碳布增强型导电塑料双极板的制备与性能

采用聚乙烯为基体,炭黑和石墨为导电填料,通过碳布做增强骨架,制备了钒电池三明治型导电塑料基复合双极板.结果表明双极板的最佳配方为:m(炭黑):m(石墨)=45∶15,总填料含量为60％.碳布的引入有效地提高了双极板的力学性能,尤其是弯曲疲劳寿命大幅提高.该双极板在100 mA/cm2的电流密度下,电流效率为97％,电压...