探究聚吡咯复合石墨板—气体扩散层接触电阻研究

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1、天津大学硕士学位论文聚吡咯/复合石墨板—气体扩散层接触电阻研究姓名：王文增申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：王宇新20050101摘要燃料电池是一种将储存存燃料和氰化剂中的化学能不经燃烧直接转化为电能的发电装_置。由于它具有能量转化率高、低排放、能量和功率密度高等优点而被队为是术柬的理想电源。双极板足燃料Lb池的重要组成部分，它为L岜池分配燃料与氧化剂行半联相邻电池。双极板分金属型利石墨型两种。儿中石墨型双极板南J‘具有耐腐蚀，质量轻等优点而成为今后的发展方向。但存存于Ⅱ黑板一气体扩散层间的接触电阻阻碍J，石墨板性能的进一步提高。寻找有效降低石墨

2、板一气体扩散层间接触电阻的r艺已成为燃料电池_r『石墨刑舣极板产业化_r『的重要课题。本论文针对这一问题进行了些探索利尝试。沧文从增大Ⅱ黑板与气体扩散层『佝接触面积入手，采川柴吡咯这种高导电4-_J料对Ⅱ黑板表面进行了修饰。小文首先比较了三种不同形态柴吡咯对接触电阻的作用结果，考察厂小同控制条件如聚合时间、聚合湍度、掺杂离子浓度、聚合电位利吡咯单体浓度划石墨板一7L体扩散层接触电阳的影响。本文还比较了不同压力l、聚吡咯纳米线划接触电阳的降低结果。使川H描电了冠微镜等实验手段对所制复合板的表面形貌进行了观察，结合聚吡咯纳米线的高L岜导率的性质，基本确定了聚

3、吡咯纳米线划接触电阻f门作用机理。实验发现聚吡咯纳米线可以有效地降低石墨板一气体扩散层间的接触电I虬，实验摸索卅了降低接触电阳的最佳条什。本义提m的聚吡咯纳米线修饰石墨板以降低石墨板一7L体扩散层接触电阳的技术成本低廉，适J‘工、lk化，这将为燃料电池提高效率和止向实川化很有意义。关键词：接触电阳；复合石墨板；7L体扩散层；聚吡咯纳米线；双极板；燃料电池AbstractFuelcell(FC)isanelectricaldevicewhichcandirectlyconvertchemicalenergyintoelectricalenergyitisr

4、ecognizedasanewalternativetothepresentpowersourcesbecauseofitshighefficiency,low-emission，highenergyandpowerdensityBipolarplateisanimportantpartinFC，whichdistributesfuelandoxidantforFCandprovideselectronicconnectionbetweensinglecellsBipolarplatecanbedividedintotwokinds：metallican

5、dgraphiticWiththeadvantagesofantico”osionandlowdensity，graphitebipolarplatehasbecomeapromisingmaterialHowever,thegraphiticbipolar-gasdiffusionlayercontactresistancecancausesignificantohmicoverpotentialinaFCstackTherefore，itisimportanttodevelopmethodswhichcaneffectivelydecreasethe

6、contactresistanceToincreasethecontactareabetweencompositegraphitebipolarplateandgasdiffusionlayeLweusednano-sizedpolypyrrolefPPy)，ahighlyconductivematerialtocoatbipolarplatesWefirstcomparedthecontactresistanceofcompositegraphiteplatescoatedwithdifferentPPyTheefl、ectofdifferentpol

7、ymerizationconditionsincludingpolymerizationtime，polymerizationtemperature，dopantconcentrationandpyrroleconcentrationonthecontactresistancewasinvestigatedInaddition，wecomparedresultsofcontactresistanceatdifferentcompactionpressuresSEMwasusedtoobservethemorphologyofnano-sizedPPyMo

8、dificationofcompositegraphitewithnano—si