气体扩散层的优化与性能测试

质子交换膜燃料电池在高湿度和高电流密度下运行,需要高效的气体和液态水传输,为此制备了不同碳材料(Vulcan XC-72,Super P,Acetylene Black)的气体扩散层(Gas Diffusion Layer,GDL),并对其优化。通过GDL孔径分布和组装的单电池性能测试结果表明,Acetylene Black制备的GDL最佳,且2.0 mg/cm^(2)为Acetylene Black的最佳载量。结合模板改进超声喷雾工艺,进一步在最佳Acetylene Black载量的GDL内部构建亲水和疏水规律性分布的结构。研究发现,优化后GDL组装的单电池峰功率密度从原来的590 mW/cm^(2)提升至627 mW/cm^(2),表明亲水和疏水规律性交替分布结构对于GDL的气液传输性能提升较为显著。为今后新能源材料类实验的开展提供了参考和思路。