[01442259]高性能聚芳双硫醚/石墨纳米复合材料的制备及应用

聚合物电解质燃料电池在电动汽车、航空航天等方面有广阔的应用前景，近年来受到广泛关注。该项目通过合成一系列芳香环状双硫醚化合物，并将环状化合物与经过一定物理或化学改性的石墨进行纳米复合，优化成型工艺制备出燃料电池纳米复合双极板，该极板与传统的石墨极板和金属极板相比，具有低成本、低比重、容易加工(流场可以在压模时直接形成)等特点。该极板的突出特点在于采用纳米复合技术，使导电填料石墨以纳米片层分散在聚合物基体中。由于石墨的纳米级分散，使得填充相对少的石墨就可以达到要求的导电率，同时保证了极板优良的机械强度和较低的孔隙率。该纳米复合双极板导电率高达100Scm<'-1>，抗张强度达49.2MPa，抗弯强度达到46.1MPa，抗弯模量达到4.2GPa，组装在燃料电池组中，工作电流密度达到320mA/cm<'2>。该项目研制纳米复合双极板成本低于市售316L优质钢板的1/20，使用该纳米复合双极板可以大大降低燃料电池的成本，促进燃料电池商业化进程，其产生的经济效益是不可估量的。燃料电池成本降低有利于促进电动汽车的商业化，对于解决全球能源与环境问题具有重要的意义，其社会效益更是无法估量的。