洋葱碳基双极板制备及在PEMFCs中的应用

TB742%TM911.4; 以甲烷为碳源,采用化学气相沉积(CVD)法制备了尺寸均匀(粒径在50～140 nm)的带有金属核心的纳米洋葱碳(CNOs).通过微波加热对合成的CNOs进行纯化得到纯度为99％的洋葱碳材料,并作为双极板导电填料应用于质子交换膜燃料电池(PEMFCs)电堆.通过CNOs 的表征和分析表明,合成的CNOs 中内嵌Fe-Ni 纳米金属粒子.由接触角测试可知,注塑工艺制备的洋葱碳基双极板的润湿角低于91°,亲水性较商用石墨双极板有所改善,有利于电子的传输.经自呼吸电堆耐久性和功率测试发现,由洋葱碳基双极板组装的电堆在13.2 V下的输出功率达到58 W,比商业石墨双极板电...

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Published in人工晶体学报 Vol. 52; no. 11; pp. 1989 - 1996
Main Authors 陈柳玲, 张卫珂, 张兰, 梁转转, 高博文, 李琦旺
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中新国际联合研究院,能源平台,广州 510555%中新国际联合研究院,能源平台,广州 510555 01.11.2023
太原理工大学材料科学与工程学院,太原 030024%太原理工大学材料科学与工程学院,太原 030024
Subjects
PEMFC
纳米洋葱碳
bipolar plate
self-breathing stack
carbon nano-onion
自呼吸电堆
output power
双极板
输出功率
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ISSN1000-985X
DOI10.3969/j.issn.1000-985X.2023.11.010

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Summary:TB742%TM911.4; 以甲烷为碳源,采用化学气相沉积(CVD)法制备了尺寸均匀(粒径在50～140 nm)的带有金属核心的纳米洋葱碳(CNOs).通过微波加热对合成的CNOs进行纯化得到纯度为99％的洋葱碳材料,并作为双极板导电填料应用于质子交换膜燃料电池(PEMFCs)电堆.通过CNOs 的表征和分析表明,合成的CNOs 中内嵌Fe-Ni 纳米金属粒子.由接触角测试可知,注塑工艺制备的洋葱碳基双极板的润湿角低于91°,亲水性较商用石墨双极板有所改善,有利于电子的传输.经自呼吸电堆耐久性和功率测试发现,由洋葱碳基双极板组装的电堆在13.2 V下的输出功率达到58 W,比商业石墨双极板电堆输出功率(48 W)提高21％.研究证实洋葱碳基复合材料可以提高PEMFCs 电堆的功率密度、效率及寿命.
ISSN:1000-985X
DOI:10.3969/j.issn.1000-985X.2023.11.010