干法制备燃料电池用模压膨胀石墨/树脂复合板的性能

选用膨胀石墨(EG)为导电填料,树脂为粘结料,采用干法混合及模压成型工艺制备复合板;该工艺保持了石墨蠕虫原有的三维网状结构,使其在具备良好导电导热性的同时还有良好的柔韧性、气密性及机械强度。考察了不同含量的聚酰亚胺(PI)、苯并恶嗪(BZ)、酚醛树脂(PF)和聚偏氟乙烯(PVDF)所制备的复合板的电导率、气密性和抗弯强度等重要指标。结果表明,当PI、BZ和PVDF含量为30%或40%(质量分数)时,所制得的复合板的电导率最小值为136.6S·cm-1,氢气渗透率最大值为1.938×10-6 cm3·cm-2·s-1,抗弯强度最小值为58.8MPa,各指标均满足DOE的要求。

燃料电池模压膨胀石墨/树脂复合双极板研究

综述了用于质子交换膜燃料电池的模压膨胀石墨/树脂复合双极板的树脂选型以及膨胀石墨:树脂的配比对双极板性能的影响,所选树脂除了要能保证双极板的较高机械强度和气密性外,还要有利于低成本化的模压生产,才能有效地促进燃料电池的发展,推动其商业化。为了弥补双极板加入树脂后带来的电导率下降的问题,还需加入碳纤维、碳纳米管等辅助导电填料。此外,模压工艺及参数的选择与确定对双极板的性能也有直接影响。

薄型流场对燃料电池性能影响的交流阻抗谱法研究

利用交流阻抗测试法对采用薄型流场板的氢气/空气质子交换膜燃料电池单电池进行了表征。实验结果表明,阴极侧流场深度的减小对燃料电池性能的影响几乎可以忽略,而阳极侧流场深度对燃料电池性能的影响则相对较大。对具备不同形式与深度的阳极流场的单电池进行交流阻抗测试和分析,并辅以极化曲线测试,发现阳极侧流场深度从1.0mm的单路蛇形流场降低至0.4mm后,燃料电池在大电流密度下的性能受到影响;当电流密度大于1200mA/cm2时,电池的浓差极化进一步加剧,导致电池的最大输出功率略有下降。尽管如此,由于极板总体厚度的减小,电池的体积比功率密度仍得到很大程度的提高。

拔模角对质子交换膜燃料电池流场的影响

模铸法制备质子交换膜燃料电池双极板对于降低燃料电池的制造成本有着重要意义。而模铸过程中模具拔模角度的变化,会引起双极板上流道的截面形状的变化。为了研究拔模角对流场性能的影响,在燃料电池CFD模型和实验所得参数的基础上,对阳极与阴极分别采用单通道和四通道蛇形流场、拔模角从0°到30°条件下的50 cm2单电池的流场进行了模拟计算。研究发现,随着拔模角的增大,阳极与阴极侧流道总压降先下降后上升,气体扩散层漏流量和到达反应层气体浓度则一直增加。综合考虑,建议选择阳极和阴极侧拔模角分别为14°～25°和10°～18°。

一体式可再生燃料电池膜电极和流场研究

一体式可再生燃料电池(URFC)对质量限制场合有着十分重要意义。膜电极(MEA)和流场构型是影响URFC性能的主要因素,为此研究了氧电极中Pt和Ir催化剂比例和两种流场构型,以及电池工作温度。通过电池双模式循环工作效率来评价膜电极和流场对一体式可再生燃料电池性能的影响。结果表明:最佳催化剂比例是:Pt与Ir质量比3∶1;流场对电池性能影响显著,并且相对于WE模式,在FC模式下影响更大。

基于非齐次泊松过程及模糊理论的整车耐久试验可靠性评价

通过整车耐久性试验,得到故障时刻对应的里程数据,基于随机过程理论,用非齐次泊松过程建立试验车故障过程的数学模型,包括模型的统计检验、故障模型的参数估计,得到试验车故障间隔里程的估计值。运用模糊评价方法,对试验工程车辆的若干指标进行综合评分。评分值客观反映开发过程中车辆的可靠性水平,为整车开发提供参考依据。