以碳纖維、酚醛樹脂以及石墨為原料通過(guò)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(zhǎng)度對(duì)復(fù)合材料導(dǎo)電性能與彎曲強(qiáng)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(guò)液相處理10 h的碳纖維能有效引進(jìn)羥基等官能團(tuán)，改善材料間的界面結(jié)合，增強(qiáng)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(shì)；隨著碳纖維長(zhǎng)度的增大，復(fù)合材料性能出現(xiàn)最大值時(shí)的碳纖維含量有下降的趨勢(shì)；利用經(jīng)過(guò)液相處理10 h，含量為3%、長(zhǎng)度為10～15 mm碳纖維對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行增強(qiáng)時(shí)，復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)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(fèi)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(gè)主要研究方向，但石墨與聚合物雙極板面臨著強(qiáng)度和電導(dǎo)率之間不可避免的矛盾，提高復(fù)合材料的強(qiáng)度，需要增加樹脂的含量，而增加樹脂的含量必然會(huì)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(guò)碳纖維(CF)來(lái)增強(qiáng)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(jī)械性能。筆者擬通過(guò)碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料來(lái)解決石墨與聚合物雙極板中的問(wèn)題，同時(shí)研究碳纖維的不同氧化處理方法、含量以及長(zhǎng)度對(duì)復(fù)合材料性能的影響。
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碳纖維增強(qiáng)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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