人工晶体学报

作者：陈柳玲, 张卫珂, 张兰, 梁转转, 高博文, 李琦旺

单位：1.太原理工大学材料科学与工程学院,太原 030024; ；2.中新国际联合研究院,能源平台,广州 510555

关键词：纳米洋葱碳,双极板,PEMFC,输出功率,自呼吸电堆,

基金：山西省基础研究项目(20210302122407)

以甲烷为碳源,采用化学气相沉积(CVD)法制备了尺寸均匀(粒径在50~140 nm)的带有金属核心的纳米洋葱碳(CNOs)。通过微波加热对合成的CNOs进行纯化得到纯度为99%的洋葱碳材料,并作为双极板导电填料应用于质子交换膜燃料电池(PEMFCs)电堆。通过CNOs的表征和分析表明,合成的CNOs中内嵌Fe-Ni纳米金属粒子。由接触角测试可知,注塑工艺制备的洋葱碳基双极板的润湿角低于91°,亲水性较商用石墨双极板有所改善,有利于电子的传输。经自呼吸电堆耐久性和功率测试发现,由洋葱碳基双极板组装的电堆在13.2 V下的输出功率达到58 W,比商业石墨双极板电堆输出功率(48 W)提高21%。研究证实洋葱碳基复合材料可以提高PEMFCs电堆的功率密度、效率及寿命。

来源：2023年第11期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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