พื้นหลังการวิจัยและการออกแบบวัสดุ
เซลล์เชื้อเพลิงเมมเบรนแลกเปลี่ยนเมทริกซ์พอลิเมอร์ (PEMFC) แผ่นคอมโพสิตสองขั้วมักต้องเพิ่มฟิลเลอร์เป็นสื่อกระแสไฟฟ้ามากกว่า 80 wt% เพื่อตอบสนองความต้องการในการนำไฟฟ้าซึ่งสร้างแรงกดดันต่อน้ำหนักเบาของสแต็ค การศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสาร Journal of Applied Polymer Science เสนอว่าการเพิ่มประสิทธิภาพการเดินผ่านสื่อกระแสไฟฟ้าในฟิลเลอร์เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าหลายระดับเป็นกลยุทธ์ที่มีประสิทธิภาพในการเพิ่มประสิทธิภาพของฟิลเลอร์
ศึกษาการใช้แผ่นกราไฟท์ (GF) เป็นตัวนำไฟฟ้าและคาร์บอนแบล็ค (CB) เป็นตัวเติมรองเพื่อเตรียมแผ่นสองขั้วคอมโพสิต polyphenylaxazine (PBA) ผ่านกระบวนการกระจายตัวแบบแห้งและตรวจสอบผลกระทบของขนาดและเนื้อหาของแผ่นกราไฟท์อัตราส่วน GF / CB ต่อการนำไฟฟ้าและประสิทธิภาพการให้บริการต่างๆ
ข้อมูลสำคัญและประสิทธิภาพ
ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าแผ่นกราไฟท์ขนาดเล็กช่วยให้สมบัติทางไฟฟ้าดีขึ้น เนื่องจากคาร์บอนแบล็คมีการกระจายแบบเลือกภายในเฟสเมทริกซ์ PBA การนำไฟฟ้าของแผ่นสองขั้วคอมโพสิต PBA / GF / CB ได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ: ภายใต้เนื้อหาการบรรจุทั้งหมดเดียวกันระบบ PBA / GF ไบนารีที่มีแผ่นกราไฟท์เพียงอย่างเดียวไม่สามารถบรรลุเป้าหมาย 100 S / cm ที่กำหนดโดย DOE ในขณะที่การนำไฟฟ้าถึง 116.36 S / cm หลังจากเพิ่ม 4 wt% คาร์บอนแบล็คเพื่อตอบสนองความต้องการของ DOE
ในหมู่พวกเขาแผ่นสองขั้วคอมโพสิตที่มีแผ่นกราไฟท์ 52 wt% และคาร์บอนแบล็ค 8 wt% ทำงานได้ดีที่สุดโดยมีค่าการนำไฟฟ้าภายใน 153.12 S / cm และความหนาแน่นพลังงานสูงสุดคือ 673.13 mW / cm ² นอกจากนี้แผ่นสองขั้วคอมโพสิต PBA / GF / CB ยังแสดงให้เห็นถึงความแข็งแรงในการดัดงอที่น่าพอใจการนำความร้อนความต้านทานการกัดกร่อนและความต้านทานต่อน้ำ
การเปิดเผยอุตสาหกรรมโพลิเมอร์ช่วย
แนวคิดหลักของการศึกษาคือการใช้การกระจายตัวของสารเติมแต่งที่มีขนาดแตกต่างกันเพื่อลดปริมาณโดยรวมของฟิลเลอร์ที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า การวางตำแหน่งที่เลือกของคาร์บอนแบล็คในขั้นตอนเมทริกซ์มีบทบาทคล้ายกับ “การเชื่อมต่อเครือข่ายเป็นสื่อกระแสไฟฟ้า” ซึ่งมีความคล้ายคลึงกับแนวคิดในการสร้างเครือข่ายฟิลเลอร์ของคาร์บอนแบล็คผ่านการเสริมฟิลเลอร์ในสูตรยาง ในด้านของยางและยางคาร์บอนสีดำสีขาวและคาร์บอนสีดำและใช้วิธีการทั่วไปในการลดความต้านทานการหมุนความสมดุลของการสึกหรอและประสิทธิภาพการยึดเกาะของฟิลเลอร์ในเมทริกซ์การกระจายตัวและการกระจายสถานะจะเป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพขั้นสุดท้ายโดยตรง
จากมุมมองของการออกแบบสูตรการศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าประสิทธิภาพของฟิลเลอร์ไม่ได้ขึ้นอยู่กับปริมาณของการเติมเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับการกระจายพื้นที่ของฟิลเลอร์ในขั้นตอนพอลิเมอร์และวิธีการเชื่อมต่อกัน สำหรับการผสมยางและระบบหลอมโลหะความสม่ำเสมอของการกระจายตัวของฟิลเลอร์บทบาทอินเตอร์เฟซของฟิลเลอร์และเมทริกซ์ยางและผลกระทบของกระบวนการแปรรูปในการก่อตัวของเครือข่ายการบรรจุเป็นตัวแปรสำคัญในการกำหนดตัวนำไฟฟ้าการนำความร้อนและคุณสมบัติทางกลของผลิตภัณฑ์ แม้ว่าการศึกษาจะมุ่งเป้าไปที่แผ่นสองขั้วของเซลล์เชื้อเพลิง แต่วิธีการเกี่ยวกับการผสมและการกระจายแบบเลือกบรรจุแบบหลายขนาดสามารถให้การอ้างอิงสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพของระบบบรรจุภัณฑ์เสริมยาง
ควรสังเกตว่าการศึกษานี้ใช้กระบวนการกระจายตัวแบบแห้งเพื่อเตรียมสารประกอบ polyphenylene oxazine ซึ่งมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในเส้นทางการประมวลผลกับการผสมยางและข้อสรุปที่เกี่ยวข้องไม่สามารถนำไปใช้กับสูตรยางได้โดยตรง นอกจากนี้การวิจัยไม่ได้เกี่ยวข้องกับผลกระทบของสารต้านอนุมูลอิสระสารต้านอนุมูลอิสระและยางอื่น ๆ ที่มีต่อประสิทธิภาพของระบบในระยะยาวความเหมาะสมของกลไกการกระจายคาร์บอนแบล็คในเมทริกซ์ยางจะต้องได้รับการตรวจสอบเพิ่มเติม
การสังเกตการณ์ทางเคมีของ Herun
รอบยาง, ยาง, สารต้านอนุมูลอิสระ, ระบบหลอมโลหะ, คาร์บอนสีขาว, ฟิลเลอร์เสริม, Herun Chemical ยังคงให้ความสนใจกับความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีเสถียรภาพในการประมวลผลและการประยุกต์ใช้ในการลงจอดในสาขานี้ บทความนี้แก้ไขและจัดเรียงตามข้อมูลแหล่งที่มาสูตรเฉพาะการเลือกผลิตภัณฑ์และการตรวจสอบประสิทธิภาพโปรดรวมการให้คำปรึกษาสภาพการทำงานจริง
แหล่งข้อมูล: Conductive Network Enhancement in Polybenzoxazine‐Based Composite Bipolar Plates via Selective Localization of Carbon Black， เสร็จสิ้นโดย Herun เคมี