张敏
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谢志勇
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黄启忠
材料导报
以改性酚醛树脂为粘合剂,炭纤维纸为坯体,通过浸渍、模压固化、炭化、石墨化工艺制得质子交换膜燃料电池气体扩散层用炭纸,表征了炭纸的基本性能并与东丽炭纸的相关性能进行了对比.结果表明,自制炭纸的厚度为0.189mm,密度为0.446g/cm3,均与东丽炭纸相近;孔隙率为83%,比东丽炭纸提高18.6%;体电阻率为3.35mΩ·cm,面电阻率为3.86mΩ·cm,分别比东丽炭纸减小了25.9%和39.7%;压差为88.2Pa时透气率达5100mL·mm/(cm2·h·mmAq),比东丽炭纸提高了41.67%;抗拉强度为29.98MPa,比东丽炭纸提高约16.5%;与东丽炭纸相比,自制炭纸的电压输出性能略有下降但不明显.
关键词:
质子交换膜燃料电池
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气体扩散层
,
炭纸
,
电阻率
,
透气率
,
抗拉强度
梁伊丽
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谢志勇
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涂川俊
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汤贤
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杨飘飘
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金谷音
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黄启忠
新型炭材料
以干法成型技术所制备的聚丙烯腈基炭纤维纸作为炭纸坯体,添加有石墨粉的酚醛树脂溶液作为浸渍剂,通过浸渍、模压固化和热处理工艺制得PEMFC用炭纸.结果表明,随石墨含量的增加,炭纸的厚度、孔隙率逐渐增加,透气性、导电能力逐渐增强,密度和抗拉强度呈先增加后降低的变化规律,当石墨粉质量分数达到5％时炭纸的综合性能最佳,其基本性能参数为:厚度0.23 mm,密度0.53 g·cm-3,气透率2 080 mL· mm· cm-2·h-1·mmAq-1,孔隙率66％,平面电阻率2.6 mΩ· cm-1,拉伸强度19.4 MPa,符合质子交换膜燃料电池气体扩散层对炭纸的要求.采用Pt载量为0.5 mg·cm-2的MEA,在H2/Air=1.2/2.5、温度65℃、常压条件下进行单体电池性能测试,电流密度为800 mA· cm-2时输出电压为0.65 V,电池输出性能较好.
关键词:
炭纸
,
石墨粉
,
电阻率
,
抗拉强度
,
透气率
