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质子交换膜燃料电池用炭纤维纸的制备和表征
  • ISSN号:1004-0609
  • 期刊名称:中国有色金属学报
  • 时间:0
  • 页码:1390-1395
  • 语言:中文
  • 分类:TM911.4[电气工程—电力电子与电力传动]
  • 作者机构:[1]中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙410083
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(50772134); 国家高技术研究发展计划重大专项资助项目(2008AA11A106)
  • 相关项目:电磁场流态化化学气相沉积制备热解炭块体材料的新型方法和机理研究
作者: 谢志勇|
中文摘要:

采用干法成型技术制备聚丙烯腈(PAN)基炭纤维纸坯体,将其经树脂浸渍、热压、炭化、石墨化处理后制备成轻量化炭纤维纸。利用扫描电子显微镜(SEM)观察炭纤维纸及坯体的显微结构,利用X射线衍射仪测试不同温度处理后的石墨化度,并利用四探针法测试炭纤维纸的导电性能,透气性采用压差法进行测试。结果表明:石墨化温度是影响炭纤维纸电阻率的关键因素,而密度对电阻率的影响较小;透气性随厚度和体积密度的增加而降低;制备的炭纤维纸厚度为0.11mm、密度为0.65g/cm3,将其经2000℃石墨化处理后,采用Pt载量0.5mg/cm2的Core112CCM为膜电极,在H2与空气的流量比为1.2-5、温度60℃、常压条件下进行单体电池性能测试,电流密度为500mA/cm2时输出电压为0.6V,电池输出性能较好。

英文摘要:

The carbon fiber paper (CFP) was prepared from polyacrylonitrile (PAN) based carbon fiber through impregnation with resin, mould pressing, carbonization and graphitization. The microstructures of CFP perform and resultant CFP were analyzed by SEM. The degree of graphitization of CFPs heat treated at different temperatures was investigated by XRD. The gas permeability and electrical property were measured by differential pressure method and four-probe technique, respectively. The results indicate that the graphitization temperature has larger impact than bulk density on the electrical resistivity of CFP. The gas permeability decreases with the increase of thickness and bulk density of CFP. A suitable CFP with thickness of 0.11 mm, and bulk density of 0.65 g/cm3 is developed. When using Core112CCM with 0.5 mg/cm2 Pt as membrane electrode, the optimum properties of the CFP are achieved by restricting the heat treatment temperature to only 2 000 ℃ under the conditions of gas flow rate ratio of H2 to air 1.2-5, atmospheric pressure 60 ℃, output voltage 0.6 V and current density 500 mA/cm2.

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期刊信息
  • 《中国有色金属学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国有色金属学会
  • 主编:黄伯云
  • 地址:湖南省长沙市中南大学内
  • 邮编:410083
  • 邮箱:f-ysxb@csu.edu.cn
  • 电话:0731-88876765 88877197
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-0609
  • 国内统一刊号:ISSN:43-1238/TG
  • 邮发代号:42-218
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:33974