Highly Conductive Polymer Nanocomposites for Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) Bipolar Plates: Valuation of a high-purity graphite extracted from a Canadian graphite mine

用于质子交换膜燃料电池 (PEMFC) 双极板的高导电聚合物纳米复合材料：对从加拿大石墨矿提取的高纯度石墨进行评估

• 批准号: 566716-2021
• 负责人: Mighri, Frej
• 金额: $ 3.61万
• 依托单位: Université Laval
• 依托单位国家: 加拿大
• 项目类别: Alliance Grants
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 加拿大
• 起止时间: 2021-01-01 至 2022-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nserc-crsng.gc.ca/ase-oro/Details-Detailles_eng.asp?id=723006
• 关键词: Highly; Conductive; Polymer; Nanocomposites; Proton

Proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) technology is presently attracting a great interest to both researchers and policy makers because their large-scale use will break fossil fuel dependency and reduce greenhouse gases. Most research currently focuses on the improvement of PEMFCs performances and the reduction of their production cost by developing new performant materials and industrial processing techniques, including those for the most expensive/massive components, the bipolar plates.Considering our expertise at Université Laval and Université de Sherbrooke in conductive polymer-based nanocomposites for PEMFC bipolar plates and gas diffusion layers, the main goal of this collaborative project initiated by the two industrial partners Nouveau Monde Graphite (NMG) and Plastiques Gagnon is to carry out a detailed study on the integration of a high-purity graphite (developed in Quebec by NMG) into the formulation of new, lighter and less expensive polymer/graphite nanocomposite materials for PEMFC bipolar plates. One of the main objectives is the valuation of this special grade of graphite used among others in lithium-ion batteries. NMG intends to become a strategic supplier of high-performance graphite to the world's leading manufacturers of PEMFCs, and Plastiques Gagnon, a well-known player in the injection of technical parts, among others for the automotive sector, will be involved in the optimization of the manufacturing process for thin BPPs through the injection-compression process.We believe that this project will beneficially contribute to the fuel cell industry competitiveness and will help to ensure that Canada increases its competitive global lead in this cutting-edge and clean energy technology.#(cr)#(lf)La technologie des piles à combustible à membranes échangeuses de protons (PEMFC) intéresse d'avantage les chercheurs et décideurs car leur utilisation à grande échelle permettra de défaire la dépendance aux combustibles fossiles et réduire les gaz à effet de serre. La plupart des recherches focalisent présentement sur l'amélioration des performances des PEMFC et la réduction de leur coût de production. Elles portent particulièrement sur le développement de nouveaux matériaux performants et de procédés de fabrication d'éléments de piles, y compris ceux les plus coûteux/massifs qui sont les plaques bipolaires. Compte tenu de notre expertise (à l'univerisité Laval et à l'université de Sherbrooke) en nanocomposites conducteurs pour plaques bipolaires et couches de diffusion de gaz des PEMFC, l'objectif de ce projet (initié par les deux partenaires NMG et Plastiques Gagnon) est de réaliser une étude détaillée sur l'intégration d'un graphite haute pureté (développé par NMG) dans la formulation de matériaux légers et moins coûteux pour plaques bipolaires. L'un des objectifs principaux est la valorisation de ce grade de graphite utilisé entre-autres dans les batteries lithium-ion. NMG compte devenir un fournisseur stratégique en graphite haute pureté des principaux fabricants mondiaux de batteries et de véhicules. Plastiques Gagnon, acteur bien connu dans l'injection de pièces techniques, entre autres pour le secteur automobile, sera impliqué dans l'optimisation du procédé de fabrication de BPPs minces par le procédé industriel d'injection-compression. Nous croyons que ce projet contribuera avantageusement à la compétitivité de l'industrie des piles à combustible et aidera à faire en sorte que le Canada renforce son leadership à l'échelle mondiale dans ce secteur d'énergie propre et à la fine pointe de la technologie.

质子交换膜燃料电池（PEMFC）技术目前吸引了研究人员和政策制定者的极大兴趣，因为它们的大规模使用将打破对化石燃料的依赖并减少温室气体。目前，大多数研究都集中在通过开发新的高性能材料和工业加工技术来提高PEMFC的性能并降低其生产成本，包括那些用于最昂贵/最大组件（双极板）的材料和技术。考虑到我们在拉瓦尔大学和舍布鲁克大学在PEMFC双极板和气体扩散层的导电聚合物基纳米复合材料方面的专业知识，由两个工业合作伙伴NouveauMondeGraphite（NMG）和PlastiquesGagnon发起的这个合作项目的主要目标是进行关于将高纯度石墨（由NMG在魁北克开发）整合到用于PEMFC双极板的新的、更轻的和更便宜的聚合物/石墨纳米复合材料的配方中的详细研究。其中一个主要目标是对锂离子电池中使用的这种特殊等级的石墨进行估值。NMG打算成为全球领先的PEMFC制造商的高性能石墨的战略供应商，Plastiques Gagnon是汽车行业技术部件注射的知名企业，将参与优化薄BPP的制造工艺，我们相信，该项目将有助于提高燃料电池行业的竞争力，并将有助于确保加拿大在这一切割领域提高其全球竞争力。边缘和清洁能源技术(cr)#（lf）La technologie des piles à combustible à membranes échanguses de proton（PEMFC）intéresse d'avantage les chercheurs et décideurs car cardiac utilisation à combustibles permettra de défaire la dépendance aux combustibles piles et réduire les gaz à effet de serre.本文着重介绍了质子交换膜燃料电池性能的改善和生产成本的降低。这些都预示着新型材料性能和桩制造过程的发展，并包括双极板的plus coute/地块。Compte tenu de notre expertise（à l 'univerisité拉瓦尔et à l' univerisité de Sherbrooke）纳米复合材料用于PEMFC气体扩散的双极板和沙发，项目目标（由NMG和Plastiques Gagnon的两个合作伙伴发起）是对高纯石墨整合的一项深入研究（décampé par NMG）dans la formulation de matériaux légers et moins coastroteux pour plaques bipolaires. L'un des objectifs principaux is la valorisation de ce grade de graphite utilisé entre-autres in les batteries lithi-ion. NMG compte devenir un fournisseur stratégique en graphite haute pureté des principaux fabricants mondiaux de batteries et de vehicules. Plastiques Gagnon是一家熟悉注塑技术的公司，也是汽车行业的其他公司之一，它对通过工业注塑压缩工艺制造BPP粉碎机的工艺进行优化具有重要意义。我们相信该项目有助于提高可燃堆工业的竞争力，并帮助加拿大加强在世界能源领域的领导地位，并提高技术水平。