用于燃料电池的复合石墨流场板

成果与项目的背景及主要用途：

流场板（双极板）是质子交换膜燃料电池中的重要部件。目前，质子交换膜

燃料电池广泛采用的流场板（双极板）主要有机加工硬质石墨板、机加工金属板

和注塑碳-塑复合材料双极板三种类型。这三类流场板各有显著的优点，但是各

自的缺点也较突出。

为实现燃料电池商品化，需要更低成本和更适应批量化生产的流场板。为此，

我们开发了基于天然鳞片石墨材料和模压成型工艺的复合石墨流场板技术。经过

努力研究，现在形成的技术可以大幅度降低流场板的材料成本和加工成本，实现

高生产率，同时使导电率（>10S/cm）、氢气透过系数（<1×10-4 cm3 /s.cm2）、

热传导系数（>20W/m.K）以及抗压强度（>10MPa）等指标均满足双极板材料性

能的要求。

复合石墨流场板的主要用途是作为质子交换膜燃料电池的双极板。

技术原理与工艺流程简介：

92天津大学科技成果选编

技术原理：

复合石墨流场板主要由天然鳞片石墨和聚合物组成。天然鳞片石墨具有良好

的导电和导热性能，且化学稳定性好，耐腐蚀，从而保证复合流场板具有良好的

导电及导热性能。聚合物的添加可以提高复合流场板的强度，并且使复合板阻气

性能得到改善，以实现双极板分隔氧化剂和还原剂的功能和满足燃料电池堆对双

极板机械性能的要求。

工艺流程：配料→装料→升温→模压→降温→脱模→成品

技术水平及专利与获奖情况：

目前已开发和制备出工作面积为 100mm×100mm 的流场板。并可根据需要

加工具有不同尺寸和流场形式的流场板。

应用前景分析及效益预测：

随着能源的消耗持续增长，能源短缺问题日益凸现。燃料电池的发展必然受

到越来越广泛的重视。质子交换膜燃料电池是目前应用前景最广且发展最快的一

类燃料电池。随着质子交换膜燃料电池的发展和普遍应用，复合石墨流场板因价

格低和适应批量生产的优势显示出巨大的市场潜力和经济竞争力。

应用领域：质子交换膜燃料电池、直接甲醇燃料电池及其它电化学反应器。

合作方式及条件：面议