氧化镁填充剂对PEMFC垫片材料力学性能的影响

侯 琼， 谈金祝， 尹 力

（南京工业大学机械与动力工程学院，南京211816）

0 引 言

质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC）具有启动快、高效、零排放、低噪音、操作温度低等优点，因此受到研究人员的广泛关注。弹性体垫片作为PEMFC的一个主要部件，主要用于将阳极的反应气体H2和阴极的空气（或O2）隔离在各自区域内，若反应气体发生混合，则会引发安全问题。同时，弹性体垫片需要有好的电绝缘性和导热性，保证PEMFC可以正常运行。所以垫片性能的好坏将会直接影响PEMFC的电化学性能，从而影响到整个电池的制作成本，因此弹性垫片材料的力学性能及其稳定性对燃料电池的性能有重要影响［1-4］。

常用的弹性体垫片材料有氟橡胶、氟硅橡胶、三元乙丙橡胶和硅橡胶等。其中，硅橡胶材料由于易于加工、成本低廉等常被用作PEMFC弹性体垫片材料，而甲基乙烯基硅橡胶是一种典型的硅橡胶，具有成本低廉、易于加工、电绝缘性能良好和压缩永久变形较小等优点，更适用于作为PEMFC的弹性体垫片材料［5-8］。目前氧化铝和氮化硅等导热绝缘橡胶填料具有良好的导热和绝缘性能［9-11］，而氧化镁的导热性能要略优于氧化铝，制备的弹性体垫片具有更高热导率，是一种良好的导热橡胶填料［12-13］。牛威斌等［12］通过改变氧化镁、氧化铝、钛酸钡及玻璃纤维粉的用量对硅橡胶材料的导热绝缘性能和拉伸强度进行研究，筛选出填料的最佳配方。林晓丹等［13］用实验方法对氧化镁填充导热硅橡胶材料的导热率及拉伸强度进行研究。……