质子交换膜燃料电池双极板材料研究进展

双极板是质子交换膜燃料电池的关键部件，具有多种功能，如传导电流、配反应气与空气、协调电池内部的水、热管理。此外双极板不论是在体积、重量还是费用上都占整个燃料电池很大比重。寻找合适双极板材料方面的研究颇多，主要有石墨、金属及复合材料等。详尽论述了各种已被应用或正处于研究之中的双极板材料，并考察了它们的相关物理化学性能。     

质子交换膜燃料电池双极板材料研究进展

质子交换膜燃料电池具有高效环保、使用寿命长、操作温度低等特点,发展前景广阔。双极板作为质子交换膜燃料电池的核心部件,对其总体性能、使用寿命影响巨大,因此制备高效率、低成本的双极板对推进其商业化应用具有重要意义。综述了质子交换膜燃料电池双极板材料及其表面改性的研究进展,并展望了这些材料的未来发展趋势。     

质子交换膜燃料电池双极板研究进展

双极板是质子交换膜燃料电池的关键部件之一,在燃料电池中主要起分隔氧化剂与还原剂,使生成的水顺利排出,分隔电池堆中的每个电池和收集输送电流的作用.质子交换膜燃料电池双极板的成本与性能对推进燃料电池的产业化进程有很大影响.双极板材料主要有无孔石墨材料、金属或合金材料以及各种复合材料,针对这些双极板材料的优缺点进行了比较.流场设计目前采用较多的是蛇形流场,其它的还有网格状流场、叉指形和肺形等.     

质子交换膜燃料电池双极板材料的研究

双极板是质子交换膜燃料电池的关键部件之一,具有隔离反应介质、收集电流、提供气体通道的作用.寻找性能低且成本优良的双极板材料已成为质子交换膜燃料电池产业化技术研究中的重要课题.综述了各种双极板材料的优缺点,提出了双极板材料的发展方向.     

质子交换膜燃料电池复合材料双极板的研究

以高分子预聚物为粘合剂，天然或人造石墨为导电骨料，通过模压一次成型制备质子交换膜燃料电池双极板。研究了导电骨料的组分、树脂的种类及其含量，成型温度、成型压力对双极板性能的影响。结果表明：1)导电骨料的组分、树脂的种类及其含量对制品的性能影响较大；成型温度、成型压力对制品的性能影响较小。2)人造和天然两种石墨混合组分为导电骨料的制品，其导电性能明显高于单一石墨组分的制品；乙烯基树脂为粘合剂的性能优于以邻苯基树脂为粘合剂的双极板的性能。3)使用质量分数为16％～18％的乙烯基树脂作粘结剂，在成型压力为10MPa～20MPa，成型温度为150℃～200℃时制备的复合材料双极板的电导率＞300S／cm，抗折强度＞30MPa，空气透气率为10^-7cm^2／S。     

质子交换膜燃料电池的研究进展

论述了质子交换膜燃料电池的开发现状及国内外研究进展；同时介绍了趋于成熟的贮氢技术，包括质子交换膜、双极板、膜电极和电催化剂在内的关键技术、应用以及未来展望。     

质子交换膜燃料电池关键材料的研究现状与进展

质子交换膜燃料电池(PEMFC)由于具有轻便高效、启动温度低,以及环境友好等优点而广泛应用于现代工业建设的多个领域。本文综述了近年来PEMFC的关键材料催化剂、双极板以及质子交换膜等的制备及性能,提出了其在实际应用中存在的问题和相应的改进措施,并展望了其发展方向。     

质子交换膜燃料电池双极板的研究进展

质子交换膜燃料电池(PEMFC)以氢能为主要能源,具有能量转换效率高、对环境友好、工作温度低等优点,有着广阔的应用前景,但PEMFC技术在成本和性能指标方面还面临着严峻的挑战。双极板是PEMFC的重要组成部分,在其重量和成本中占有很大比例,并且具有诸多无可替代的作用。总结了3种常用的双极板基体材料(石墨材料、复合材料、金属材料)及其常用的几种改性方式的特点,重点综述了近几年应用较多、成本低廉的不锈钢双极板及其常用的改性手段。     

燃料电池质子交换膜的研究进展

本文从质子交换膜的发展入手 ,指出全氟磺酸型质子交换膜是目前最适合燃料电池的膜材料 ,并对其结构特点及优缺点进行了重点分析 ,论述了目前质子交换膜的发展趋势     

质子交换膜燃料电池不锈钢双极板无氰脉冲镀银

质子交换膜燃料电池不锈钢双极板直流氰化镀银,污染环境、耐蚀性不理想,为此,使用无氰脉冲镀银对不锈钢双极板进行了表面改性。采用XRD,SEM,界面接触电阻测试、模拟燃料电池环境腐蚀等方法,研究了无氰脉冲镀银对不锈钢双极极性能的影响。结果表明：无氰脉冲镀银改善了镀层的微观结构,其接触电阻为镀银处理前的1／10,同时腐蚀电流...     

燃料电池用质子交换膜的研究进展

介绍了各种新型质子交换膜(PEM)的研究开发状况,阐述了对全氟磺酸树脂膜改性的研究进展,并对质子交换膜的研究方向和趋势进行了预测.     

金属-有机框架材料在质子交换膜燃料电池中的应用研究进展

面对环境污染和能源匮乏,燃料电池作为新型清洁、可再生能源在交通运输、固定与分散电站、移动电源等领域具有广泛的应用前景。然而,目前作为燃料电池核心材料的无机酸或有机质子传导材料存在室温传导率低、湿度依赖性强、构效关系难获得等不足,是制约燃料电池技术发展的一个关键瓶颈。金属-有机框架材料(MOFs)作为一种新型多孔晶态材料,具有结构可设计、骨架可修饰、比表面积大及孔隙可调等优势,在质子传导领域展现出突出的性能和潜在的应用价值。综述了近年来MOFs材料在高性能质子传导方面的研究进展,介绍了质子传导的Grotthuss和Vehicle两种传导机制,系统阐述了有水/无水条件下获得高电导率MOFs质子传导材料的研究方法,详细介绍了高性能、湿度依赖的草酸、羧酸、磷酸和磺酸基MOFs质子传导材料,无水条件下,高性能、高温MOFs质子传导材料通过孔道负载含氮杂环分子获得。最后总结并展望了MOFs质子传导材料未来发展方向,为设计合成性能优异的质子传导MOFs材料提供参考和借鉴。     

Manufacture of a polymer-based carbon nanocomposite as bipolar plate of proton exchange membrane fuel cells

The aim of this paper is to prepare a polymer-based carbon nanocomposite reinforced by carbon fiber cloth (CF) to be utilized as bipolar plate of proton exchange membrane (PEM) fuel cell. For this purpose, some single, double, and triple-filler composites were manufactured by using phenolic resin as polymer (P) and graphite (G), carbon fiber (CF) and expanded graphite (EG) as fillers. The production method was compression-molding technique. The electrical conductivity, flexural strength, toughness, hardness, porosity, and hydrogen permeability tests were then measured to determine the mechanical and physical properties. A triple-filler composite containing 45 wt.% G, 10 wt.% CF, 5 wt.% EG, reinforced by a layer of CF cloth, was selected as composite bipolar plate. The electrical conductivity, thermal conductivity, and flexural strength of this composite were 74 S/cm, 9.6 W/m K, and 74 MPa, respectively, which are higher than the specified value by department of energy in USA (DOE). The composite bipolar plate used in the single fuel cell assembly showed a maximum power density 810 mW/cm². In this paper, a material selection was performed on the different materials of bipolar plates. It can be concluded that the composite bipolar plates are more suitable for high life time stationary applications.     

质子交换膜燃料电池(PEMFC)双极板制备过程的研究

以中间相碳微球(MCMB)为原料,采用凝胶注模成型工艺,制得高质量的素坯.将素坯置于真空气氛中进行1600℃高温烧结制得符合PEMFC严格要求的双极板.简述了浆烧结过程温度的控制,通过测试素坯和烧结体的物理性能,研究了体积密度和抗弯强度及线收缩率与固相含量间的关系.     

质子交换膜燃料电池关键材料的研究进展EI北大核心CSCD

燃料电池是一种非常有前景的新能源体系。燃料电池不使用热力发动机,利用电极和电解质界面发生的化学反应直接将燃料的化学能转换成电能,反应不受卡诺循环限制,因此,具有高的能量转换效率。在燃料电池中,质子交换膜燃料电池(PEMFC)在便携式设备、交通运输以及固定装置领域具有重要的应用前景。然而,目前的PEMFC还存在一些问题,主要包括高成本、功率不足、稳定性差等问题,限制了其大规模商业化应用。这些问题的根本原因在于PEMFC中阴极催化剂、气体扩散层、质子交换膜和双极板等关键材料的成本和性能还不能满足PEMFC商业化的要求。要实现PEMFC的大规模应用,需要开发先进的阴极催化剂、气体扩散层、质子交换膜和双极板等关键材料。针对PEMFC对低成本、高性能先进材料的需求,本文综述了阴极催化剂、气体扩散层、质子交换膜和双极板等关键材料的研究进展以及应用面临的问题,并指出了未来的发展方向:加强铂合金催化剂以及金属-氮-碳(M-N-C)化合物催化剂的规模化制备工艺的探索;制备兼具高质子传导率和优异力学性能的质子交换膜;详细研究改性气体扩散层在不同的工况条件下对PEMFC性能的影响;开发具有优良耐蚀性和导电性的涂层或新型金属材料用于双极板。     

磺化聚酰亚胺质子交换膜的研究进展

聚酰亚胺是一类非常重要的高性能聚合物材料,在许多领域都有非常广泛的应用.本文综述了磺化聚酰亚胺作为质子交换膜燃料电池中膜材料的研究概况,总结了改善磺化聚酰亚胺溶解性及其薄膜水解稳定性和质子电导率等性能的方法.     

新型质子交换膜材料及其改性方法研究进展

综述了燃料电池用各种质子交换膜(PEM)材料及其改性方法．PEM材料包括全氟磺酸型离子交换树脂、聚苯并咪唑(PBI)、聚醚醚酮(PEEK)以及各种新型聚合物、嵌段共聚物等，而将这些材料制成PEM所采用的改性方法可分为磺化、酸基络合、杂化、共混、共聚、以及辐射接枝、等离子体等改性处理．还介绍了各种PEM材料的物性特点和PEM材料改性方法及其最新PEM研究报道．     

直接甲醇燃料电池高阻醇质子交换膜的研究进展

为降低甲醇的渗透,提高直接甲醇燃料电池的性能,许多研究者致力于低甲醇渗透质子交换膜的研究.每种膜都有优缺点,综述了改性Nation膜及其替代膜的研究现状,指出它们在直接甲醇燃料电池中的应用前景.     

Three-dimensional hydrogel frameworks for high-temperature proton exchange membrane fuel cells

With an aim of enhancing anhydrous proton conductivity and phosphoric acid (H₃PO₄) retention, we here report the employment of three-dimensional (3D) polyacrylamide-graft-chitosan (PAAm-g-CS) frameworks as supporters to load enormous H₃PO₄. Intrinsic microporous structure can seal H₃PO₄ molecules in the interconnected 3D frameworks of PAAm-g-CS matrix during a dehydration process. The hydrogel membranes are thoroughly characterized by morphology observation, structural analysis, swelling kinetics, proton-conducting performances as well as electrochemical behaviors. Results show that H₃PO₄ loading and therefore proton conductivity of the resultant PEMs are dramatically improved by employing PAAm-g-CS matrix in comparison with H₃PO₄-doped polybenzimidazole membranes. The highest H₃PO₄ loading and anhydrous proton conductivity are 92.2 wt % and 0.083 S cm^?1 at 165 °C, respectively. The high H₃PO₄ loading, reasonable proton conductivity in combination with simple preparation, low cost, and scalable matrix demonstrates the potential use of PAAm-g-CS hydrogel membranes in high-temperature proton exchange membrane fuel cells.