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浅谈碳纸和碳布在PEM燃料电池中的应用区别

更新时间:2019-06-25点击次数:2782

   碳纸(carbon paper)和碳布(carbon cloth)是两种已商业化的碳纤维产品,常用作气体扩散层gas diffusion layer(GDL),在燃料电池PEM中应用广泛。GDL在燃料电池中起到非常关键的作用主要包括:保护和支撑催化剂、导电、传导气体和排出水等。那么,碳纸和碳布有什么区别呢?

   从工艺上讲,碳纸是无纺加工而成,碳布则是有纺加工而成。从结构上讲,碳布具有多孔结构和更粗糙的表面,碳纸表面更加光滑一些。二者都可以在燃料电池中作为GDL气体扩散层使用。目前,在工业规模化使用上,以碳纸居多,在实验室科研领域,以碳布居多。

   有研究表明,在湿度较低的条件下,碳纸的效果比碳布要好,原因是碳纸的结构比碳布更曲折,阻止了水分流失,降低了欧姆损耗。在湿度较高的条件下,低电流密度(低于0.6A/cm2)条件下,二者效果无差异,高电流密度(高于0.6A/cm2)条件下,碳布的效果比碳纸要好,原因是碳布比碳纸更具多孔结构和较低的弯曲度,表面粗糙,有利于水的分离。

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