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膨胀石墨基复合双极板的研制

Time:2013-4-7 20:11:51         Review:3142




Scientific Works    Second Prize

Abstracts:

        本作品研究从导电填料和粘结剂的筛选以及成型方法和工艺的设计入手,通过反复试验,发现以价廉质轻的膨胀石墨为导电填料、苯并噁嗪树脂为粘结剂,采用简单的干法混合方式,在特定的成型条件下,获得的复合双极板的弯曲强度达到54 MPa,表面电导率达到258 S/cm,气体渗透率为8*10-7cm3cm-2s-1,不但超过了美国能源部对复合双极板的性能要求(导电率>100 S/cm、强度>50 MPa和气体渗透率<2*10-6cm3cm-2s-1),而且密度仅为1.5 g/cm3,远低于石墨双极板密度1.9 g/cm3,从而使得有限容积内双极板重量大大降低。 创新点: (1)针对双极板的性能与成本要求,在对导电填料和粘结剂进行大量筛选的基础上,以价廉质轻的膨胀石墨为导电填料,以强度大、粘结性好的苯并噁嗪树脂为粘结剂,成功合成出了高性能的复合材料双极板,且所获双极板重量轻、成本低。 (2)针对膨胀石墨/苯并噁嗪复合材料双极板的模压成型工艺,研究了树脂含量、模压温度、模压压力以及模压时间的影响,获得了优化的成型条件。 (3)针对膨胀石墨与苯并噁嗪树脂密度相差巨大,干法混合存在不均匀性问题,设计发明了一种新的混合装置与方法,利用静电原理,大大改善了两种不同性质材料混合的均匀度,且装置简单高效,使双极板生产过程环境友好。

 

 


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