今天要给大家介绍的是燃料电池双极板使用的复合材料。双极板(Bipolar plate,以下简称BPP)是燃料电池的一种核心零部件,主要作用为支撑MEA、提供氢气、氧气和冷却液流体通道并分隔氢气和氧气、收集电子、传导热量。形象的说,如果把燃料电池电堆看作人体,BPP就相当于人体的骨骼和血管。
高石墨填充PPS,PP在燃料电池双极板应用
双极板材质主要有石墨双极板,金属双极板,复合材料双极板。复合材料又分成金属基和碳基。如下图:

高石墨填充PPS,PP在燃料电池双极板应用

其中碳基复合材料主要成分包括树脂、导电材料,采用模压(注塑)工艺进行成型。下面我们来介绍恩欣格TECACOMP HT材料。
高石墨填充PPS,PP在燃料电池双极板应用
燃料电池的结构是一个高度专业化的复杂系统。参与反应的气体和冷却介质必须相互分离,并分散在反应区域内。为了完成这些任务,双极板必须具有良好的导电性和导热性,同时还需具备耐化学应力、机械应力和热应力。只有满足这些要求,才能保证燃料电池的长期可靠的功能。
高石墨填充PPS,PP在燃料电池双极板应用
来自恩欣格的新材料TECACOMP HTE是一种专为此类或类似类型的应用而开发和优化的化合物。它们的适用性是源于使用了明显高于正常比例的填料。这种高填充率使塑料具有以前无法达到的一定程度的导电和导热性。同时,也保持了耐化学性。 
高石墨填充PPS,PP在燃料电池双极板应用
基本聚合物和填料
聚丙烯(PP)或聚苯硫醚(PPS)被用作TECACOMP HTE的基料。它能够覆盖从60摄氏度到200摄氏度的应用温度。
高石墨填充PPS,PP在燃料电池双极板应用
模压级别原材料
在HT PEM(高温聚合物电解质膜)燃料电池中,PPS已经证明了其优于热固性塑料粘合剂的优势。聚丙烯化合物适用于NT-PEM(低温聚合物电解质膜)燃料电池,以及直接的甲醇燃料电池(DMFC)或氧化还原液流电池。

高石墨填充PPS,PP在燃料电池双极板应用

图:石墨、炭黑、碳纤维
为了达到这些应用所要求的高电能和热值,TECACOMP HTE的碳基填料如石墨,炭黑或聚合物纤维与基聚合物混合,比重高达90%。
特点:
  • 导电率高达 104 S/m
  • 导热率高达 80 W/(m*K)
  • 承载能力高
  • 抗腐蚀性高
  • 在加工过程中由于热塑性行为带来的好处
组成:
  • TECACOMP® HTE材料是在聚丙烯(PP)和聚苯硫醚(PPS)的基础上开发的
根据所使用的聚合物,填充程度和目标组件尺寸,该配方适用于注射成型或压缩成型的加工。这就是为什么这些化合物以粉末或颗粒不同形式的状态存在。
高石墨填充PPS,PP在燃料电池双极板应用燃料电池领域的双极板
素材来源:上海汇平(独家代理)
 

原文始发于微信公众号(艾邦氢科技网):高石墨填充PPS,PP在燃料电池双极板应用

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作者 li, meiyong

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