作者：

代鹏程¹，赵永鑫¹，田煜彬¹，田超凡¹，李森¹，邢涛²，李智²，刘嘉仪⁴，顾鑫¹

作者单位：

作者简介：

代鹏程(1986-)，男，副教授，博士，研究方向为氢能关键材料及氢化工。

E-mail：

dpcapple@ upc. edu. cn。

通信作者：

顾鑫(1987-)，男，副教授，博士，博士生导师，研究方向为先进储能器件。

E-mail：

guxin@ upc. edu. cn。

中图分类号：

TQ 50.4 

文献标识码：

A

文章编号：

1673-5005(2025)01-0227-08　

引用格式：

代鹏程，赵永鑫，田煜彬，等.多级结构生物质碳布的制备及其燃料电池气体扩散层性能[J].中国石油大学学报(自然科学版)，2025，49(1)：227-234.

DAI Pengcheng，ZHAO Yongxin，TIAN Yubin，et al. Preparation of multi-level structured biomass carbon cloth and performance of gas diffusion layer in fuel cells[J].Journal of China University of Petroleum(Edition of Natural Science)，2025，49(1)：227-234.

DOI：

10.3969/j.issn.1673-5005.2025.01.025

质子交换膜燃料电池气体扩散层制备工艺存在制备成本高、需要进行疏水处理、生产流程复杂等缺点，以纤维素棉布为原料，在较低温度(1350℃)下生成一种高导电、高孔隙率、自疏水的柔性生物质碳布，并将其作为气体扩散层，测试燃料电池性能。结果表明：碳布由相互连接的微米级碳纤维组成，形成丰富的孔道，其孔隙率达到76%；通过锆基化合物催化的化学气相沉积，在碳纤维表面化学沉积高石墨化程度的碳纳米片阵列，提高了碳布的导电性，使得其平面电阻率低至60.8mΩ·cm，穿透电阻率在1MPa压力下低至19mΩ·cm，导电性达到商业气体扩散层的要求；将制备的碳布直接作为气体扩散层进行燃料电池性能测试，其在1.2A·cm^-2处功率密度达到0.6W·cm^-2，超过相同条件下的商业化气体扩散层(0.58W·cm^-2)。

燃料电池；气体扩散层；碳布；生物质；分级结构