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新工艺可生产大面积双极板

时间:2016-02-23 07:20:43来源:中国氢能源网

   据国外网站报道:高温的质子交换膜(HT-PEM)燃料电池被广泛地应用于去中心化和移动式能量供给系统中。因现有PEMFC的材料以及制备工艺不能够满足其在高温工况下的稳定性要求,双极板材料制备工艺的优化一直是各公司工作的重心。

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   一种可能的制造工艺是利用PPS材料注塑成型,但是其很高的粘性和热传导性使得活性面积很难突破50cm2。杜伊斯堡-艾森大学最新的一个项目中,科学家采用了油控变温技术实现了有效面积163cm2的双极板。科学家们对于初始样品和最终的双极板都进行了详细的测试。对于材料的测试加深了对于变温注射成型的材料认知,并使得大量的PPS成型模拟得以实现。

 

   在最新的设计中,针对一片和两片的结构,科学家们设计了两种不同的双极板设计,并由此设计了不同的模具衬垫,对标准工具也进行了相应的调整。

在系列测试中使用了3种不同特性的组件,可以看出变温过程对于电阻和整个板体的均一性有着积极的影响。比较理想的注射条件是模具衬底注射前的温度控制在280℃至330℃之间,而在注射过程中保持在220℃。如果温度保持在200℃左右则其电阻会增加并且宽度的浮动值会更大。很明显,变温过程的加入对于填料的容忍度大大增加,并且只有在这种条件下整块双极板的一次注射成型才能得以实现。

   由于材料的高粘性,注塑过程需要高注塑压力(大于2500bar)。科学家们还注意到,注射口面积对于变温注射成型过程十分敏感,因此必须重新设计。

尽管目前该技术还存在诸多挑战,但是大面积的双极板已经可以通过变温注射成型技术实现,另外,这种技术所生产的双极板也已经经过了700个小时的设计运行测试,并没有发生失效的情况,为今后的燃料电池开发提供了宝贵的经验。

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