质子交换膜燃料电池用碳纤维纸的性能优化

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1、攘要质子交换膜燃料电池用碳纤维纸的性能优化摘要气体扩散滕在质子交换膜燃料电池电极中不仅越着支撑催化剂层、稳定电极结构的作用，还其各为电极反应提供气体通道、电子通道和排水通道等多种功能，是质予交换膜燃料电池的麓要组成材料。本文教酚醛穗耱为糕合裁，孛翊胡沥蠢粒子为添趣荆，邋过浸渍、模压、碳化、石掇化工艺将一种廉价的国产碳纤维纸原纸制成气体扩散鼷使蠲豹碳纤维纸，表征了掰缮碳纾维纸兹厚璇、密瘦、魏骧率、透气瞧、逛阻率和拉伸强度等主要性能，分析了产品的表面形态和晶体结构，探讨了中闯籀沥青提篱璇纾维纸导电性帮拉伸强艘静俸嗣祝瑾。将新褥碳纾绦纸进行了憎水处理，表征了其憎水性能。研究结

2、桑袭明，模聪工艺、碳化方法及热处理漱度直接影响产品的结构和性能。中间相沥青粮子在提蕊导电性和控伸强发的同时，较好地保持了碳纤维纸的孔隙率和透气性。所褥最佳嫫压工艺条件为：滠疫130～150。C，压力3。5～4．5MPa，对间20～30min。碳化时，于300。C恒温20rain有利于提高碳纤维纸的撒伸强度。当中耀耀沥毒粒予爨添秀鬟爨达到15-～20％对，掰缮碳纾维纸熬燃熊为：厚度0．21～0．23mm；密度～O．509cm一；孔隙率～70％：透气性～30mmH20(气鲞流速为600mLmin。)；程錾辜0。0030～0．00400cm；拉伸强度～25MPa，基本满足气体

3、扩散层用碳纤维纸的需求。关键词：质子交换膜燃料电池，碳纤维纸，气体扩散层，中间相沥青北京化工大学硕士学位论文MODIFICATIoNoFCARBoNFIBERPAPERFoRPRoToNEXCHANGEMEMBRANEFUELCELLABSTRACTGasDi舢sionLayerisnowusede虢ctiVelyaselectrodesubstratetosupponmecatalyst，conductcurremandallowgasestopassthroughinpmtoneXchangemembranefhelcell．Sogasdifmsion1ayeris

4、aVeryimport蚰tcomponeminprotonexchaIlgemembmne如elceUInthispaper’thehome—madecarbonfiberp印erwasimproVedtomakeitreachthedemandofthegasdif如sionlayerbytheprocessofimpregnationwithphellolicresiIlaIldmesophasepitch，molding，carbonizationandgr印hitization．Theessentialpmpeniesofcarbonfiberpaper：thi

5、ckness，densi吼porosity，penIleabili劬speci6cresistiVityandtensiles仃en垂h，werecharacterized．Andthesurf犯emo叩h0109yandcryst甜s廿ucturewereanalyzed．Besides，themechanismofenhancingelectricalconductivityandtensilestrengthwerespeculated．Thepaperprepared、vasf．mallyimpregnatedwithPTFEemulsionandenduedw

6、ithbydrophobicityTheresultshowedmatthemoldingtemperaturea11dpressure，carbonizingII摘要methodsandheat—treatmenttemperatureinfluencedthestructureandpropertiesofthecarbonfiberpapergreatly．Theadditionofmesophasepitchcouldenhancetheelectricalconductivityandtensilestrengthofthecarbonfiberpaper,a

7、nddoesn’tdecreasetheporosityandpermeabilitygreatly．Theoptimalmoldingconditionswere：temperature130～150"C，pressure3．5～4．5MPa，time20～30min。Dtwingcarbonization．keepingfor20minat300。Ccouldenhancethetensilestrengthofcarbonfiberpaper．Whenthemesophasepitchcontentwas15％～20％，thepro