质子交换膜燃料电池论文(2)

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昆明理工大学

堆的通道并保证冷流体和反应气体分离，具有良好的气密性。

质子交换膜燃料电池的双极板具有以下功能和特点：

（1）分隔氧化剂（ 如空气）和还原剂（如氢气、重整气），具有阻气功能，因而不能采用多孔材料；

（2）收集电流，是电的良导体； （3）抗腐蚀；

（4）双极板两侧应有使气体均匀分布的通道即流场，以确保气体在电极各处均匀分布；

（5）极板应是热的良导体，以保证温度均匀和排热方案的实施。 根据以上特点制作双极板的材料必须具备如下条件： （1）电导率必须大于10S/cm；

（2）对于内置冷却的流体通道的双极板，导热率必须超过20w/（m/k）；对于只通过板边缘散热的电堆，极板的导热率必须超过100 w/（m/k）；

（3）气体渗透率必须低于10-7mbar×L/(s×cm2)；

（4）必须在接触酸性电解质、氧气、氢气、热和湿润的条件下都具有抗腐蚀的能力；

（5）必须具有一定的硬度，弯曲度大于25MPa； （6）价格尽可能低。

如今PEMFC广泛采用的双极板材料是无孔石墨板，制造工艺严格复杂，虽可在自动化装置上完成加工，但切割过程进行缓慢，并且对机械的精度要求较高，并且石墨易碎，成平极板需要小心轻放，组装比较困难，价格高昂，而且在石墨板上机械加上蛇形通道流场，既费工时价格又高。据介绍，在Ballard公司开发的MK55KW的质子交换膜燃料电池的成本中，双极板费用占60%~70%。

2.4 气体扩散层

膜电极的气体扩散层位于催化剂层与双极板之间，扩散层的作用在于支撑催化层，收集电流，并为电化学反应提供电子通道、气体通道和排水通道。对其性能主要有以下要求：