质子交换膜燃料电池膨胀石墨双极板研究

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1、专业学位硕士学位论文质子交换膜燃料电池膨胀石墨双极板研究StudyontheBipolarPlateofExpandedGraphiteofProtonExchangeMembranceFuelCells作者姓名：罗晓宽工程领域：机械工程学号：41504028指导教师：霍军周教授胡光宏高级工程师完成日期：2017年12月大连理工大学DalianUniversityofTechnology摘要双极板是质子交换膜燃料电池（PEMFC）的重要组成部件之一，其对PEMFC的性能好坏和成本高低都有很大的影

2、响，也是PEMFC商业化必须解决的问题之一。采用膨胀石墨制作的双极板具有低成本、耐腐蚀的优点，是PEMFC双极板的研究方向之一。本论文选用高分子双酚A型环氧树脂、线型酚醛树脂以及导电材料膨胀石墨来制作复合材料，采用模压制作工艺将其制作成双极板。通过对板的电阻、强度、致密性等指标的考查，提出了树脂含量、板的密度的优选条件；并对所制作的双极板组装成电池进行了测试，结果表明：电池性能及稳定性方面都能满足要求。为使双极板的厚度降低，本论文将有机硅树脂对高分子环氧树脂和线型酚醛树脂进行改性后与导电材料膨胀

3、石墨结合制作复合材料，然后通过模压制作工艺将其压制成燃料电池双极板。由于有机硅树脂的添加，不但会使复合材料的伸长率大大提高,而且对固化后的树脂的机械性能几乎没有任何影响，因而可一定程度上减少复合材料的厚度以制备薄型石墨双极板。用制作的薄型膨胀石墨双极板组装电池组，测试电池在不同电池运行条件下的电池性能，从而确定出电池组的最佳工作条件。关键词：质子交换膜燃料电池；双极板；膨胀石墨；复合材料；薄型石墨板-I-StudyonTheBipolarPlateofExpandedGraphiteofProt

4、onExchangeMembranceFuelCellsAbstractBipolarplateforproton-exchangemembranefuelcell(PEMFC)isoneofcrucialcomponents,whichinfluencesnotonlytheperformancebutalsothecostofthestack.ItisthekeyissueofPEMFCindustrialization.Inthispaper,thecompositematerialwas

5、preparedwithresinandexpandgraphite,andbipolarplateswereproducedbystampmethod.Throughstudyingonthematerialelectricresistance,strength,permeabilityect.,theoptimumconditionofresinquantityandplatedensitywereputforward.Astackwasassembledwiththebipolarplat

6、esanditsperformancewastested.TheresultshowthatPEMFC’sperformanceandstabilizationarequalified.Akindofcompositematerialwasdevelopedusingexpandedgraphitewithepoxyresinandlinearphenolicresinmodifiedbysiliconresin.ThebipolarplatesforPEMFCwaspreparedbythis

7、material.Theelongateratioofthecompositematerialareenhancedduetoaddingtheresin,moreoverthestrengthofsolidifiedresinchangehardly.Accordingly,thecompositematerialthicknessisabletobereducedconsiderablelyandthebipolarplatescanbemadethinerthanbefore.Execut

8、ePEMFCgroupusingthinerexpandedgraphitebipolarplate.Itestcellperformanceindifferentcondition,soensurebestemploymentconditionofcellgroup.KeyWords：PEMFC；BipolarPlate；ExpandedGraphite；CompositeMaterial；ThinBipolarPlates-II-目录摘要...........................