以碳纖維、酚醛樹脂以及石墨為原料通過熱模壓成型得到一種質(zhì)子交換膜燃料電池雙極板材料。研究了碳纖維的處理方式、含量以及長度對復(fù)合材料導(dǎo)電性能與彎曲強度的影響,以及復(fù)合材料的界面結(jié)合。結(jié)果表明經(jīng)過液相處理10 h的碳纖維能有效引進羥基等官能團,改善材料間的界面結(jié)合,增強效果較為明顯;復(fù)合材料的性能隨碳纖維含量的增加,出現(xiàn)先增大后減小的趨勢;隨著碳纖維長度的增大,復(fù)合材料性能出現(xiàn)最大值時的碳纖維含量有下降的趨勢;利用經(jīng)過液相處理10 h,含量為3%、長度為10~15 mm碳纖維對復(fù)合材料進行增強時,復(fù)合材料的彎曲強度與電導(dǎo)率最佳-苴值分別為63.6 MPa、175. 4s/cm。
質(zhì)子交換膜燃料電池被認(rèn)為是21世紀(jì)首選的潔凈、高效的發(fā)電裝置,其最主要元件是雙極板,費用要占質(zhì)子交換膜燃料電池成本的60%以上。石墨與聚物制作雙極板是目前的一個主要研究方向,但石墨與聚合物雙極板面臨著強度和電導(dǎo)率之間不可避免的矛盾,提高復(fù)合材料的強度,需要增加樹脂的含量,而增加樹脂的含量必然會導(dǎo)致復(fù)合材料電導(dǎo)率的下降。為解決這一矛盾,筆者通過碳纖維(CF)來增強石墨/樹脂復(fù)合雙極板。碳纖維具有良好的導(dǎo)電性能,屬于高導(dǎo)電體,且具有高的機械性能。筆者擬通過碳纖維增強復(fù)合材料來解決石墨與聚合物雙極板中的問題,同時研究碳纖維的不同氧化處理方法、含量以及長度對復(fù)合材料性能的影響。
資料下載: 碳纖維增強酚醛樹脂-石墨雙極板復(fù)合材料性能及其界面結(jié)合.pdf
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