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膨胀石墨在燃料电池双极板中的应用

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膨胀石墨在燃料电池双极板中的应用

发布日期:2019-03-13 作者:?#22836;?/span> 点击:

  燃料电池发电原理是将氢气和氧气的化学能 经电化学反应方式产生电能,氢气在阳极解离为 H+,通过质子交换膜后,在阴极与氧气反应生成水,电子从阳极通过外电路到达阴极,在外电路上形成电流回路。这种方式不受卡诺循环限制,由于其能量转化率高 40%~60%,并且具有清洁、无污染、无噪声、无红外等特点,被认为是21世纪首选的高效、洁净的发电技术,同时也是一种理想的移动电源技术,可被广泛应用于汽车交 通、军事备用电源、水下航潜器等诸多领域。


  双极板作为燃料电池的关键组件之一,占据燃料电池电堆重量的80%和成本的45%,其主要作用是分配反应物气体、输运反应物产物、?#21344;?#24182;传导电流、支撑膜电极、传递多余热量等。因此,双极板需要具备如下性能要求:


  1)为保证多余热量的散出,电池温度分布均匀,极板材料必须是良好的导热材料;


  2)为减少热量的产生,提高电池发电效率, 极板材料需具备较高的导电率,同时极板面接触电阻需尽可能小;


  3)氢气和氧气不能混合,要求极板必须?#32454;?#20998;离阴阳极反应物的特性,具有良好的阻气性;


  4)双极板起到向阴极提供氧化剂和向阳极提供还原剂的作用,要求反应物能够顺利地通过极板表面且供给均匀分配,反应产物能够通畅排出避免造成堵塞水淹等不良现象;

可膨胀石墨

  5)可膨胀石墨质子交换膜呈酸性电解质,极板始终与膜电极紧密接触,为此要求双极板在酸性条件具备良好的化学稳定性,?#25442;?#22312;工作电位和温度下发生化学分解和严重腐蚀;


  6)极板材料应具备良好的加工性和?#27426;?#30340;机械强度,极板表面的槽道已成型且在?#27426;?#35013;配压力下不易损坏;


  7)极板材料应尽可能纯净,不含有易分解易分散物质,特别是不含使质子交换膜中毒的成分;


  8)极板要有较好的机械强度,保证薄型双极板满足相关使用条件,符合机械振动要求,提升电池体积功率密度;


  9)尽量选择密度较小材料,提高电池重量功率密度;


  10)要求双极板加工周期要求,降低双极板 生产加工成本。


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