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低成本高性能燃料电池双极板材的制备及应用

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来源: 作者: 2019-05-17 00:36:44

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聚合物电解质燃料电池在电动汽车、航空航天等领域有广阔的运用前景,然而燃料电池组的高成本阻碍了它的市场化进程。主要原因是组成聚合物电解质燃料电池堆的主要部件双极板的成本占电池堆成本的60%。圆滚滚的大肚皮
目前最常用的无孔石墨双极板基质较脆,且加工复杂,厚度和重量都难以减少。而另一种双极板材料是用优质钢板经特殊处理制成,不仅加工昂贵、重量大,而且不能完全保证燃料电池工作环境下耐腐蚀性。因此,研究开发一种具有自主知识产权的廉价、高性能的燃料电池双极板材已迫在眉中国三个项目入选世界灌溉工程遗产
睫。

中山大学承当的“十五”863计划新材料领域纳米材料专项课题,通过合成一系列芳香环状双硫醚化合物,并将环状化合物与经过一定物理或化学改性的石墨进行纳米复合,通过优化成型工艺制备出燃料电池纳米复合双极板,该极板与传统的石墨极板和金属极板相比,具有低成本、低比重、容易加工等特点。由于采取纳米复合技术,将导电填料石墨以纳米片层分散在聚合物基体中,使得填充相对少的石墨就可以达到符合使用要求的导电率,同时保证了极板优秀的机械强度和较低的孔隙率。

目前研制的纳米复合双极板成本为优质钢金属极板价格的1/20,使得用该纳米复合双极板组成的燃料电池的本钱大大降低。这一成果的获得将加快燃料电池商业化步伐,从而促进电动汽车产业的发展,特别是对解决当今全球面临能源与环境危机的问题具有积极的意义。

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