质子交换膜燃料电池用炭纤维纸的制备和表征

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0.11 mm、密度为0.65 g/cm3,将其经2 000 ℃石墨化处理后,采用Pt载量0.5 mg/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500 mA/cm2时输出电压为0.6 V,电池输出性能较好.