以甲烷为碳源, 采用化学气相沉积(CVD)法制备了尺寸均匀(粒径在50~140 nm)的带有金属核心的纳米洋葱碳(CNOs)。通过微波加热对合成的CNOs进行纯化得到纯度为99%的洋葱碳材料, 并作为双极板导电填料应用于质子交换膜燃料电池(PEMFCs)电堆。通过CNOs的表征和分析表明, 合成的CNOs中内嵌Fe-Ni纳米金属粒子。由接触角测试可知, 注塑工艺制备的洋葱碳基双极板的润湿角低于91°, 亲水性较商用石墨双极板有所改善, 有利于电子的传输。经自呼吸电堆耐久性和功率测试发现, 由洋葱碳基双极板组装的电堆在13.2 V下的输出功率达到58 W, 比商业石墨双极板电堆输出功率(48 W)提高21%。研究证实洋葱碳基复合材料可以提高PEMFCs电堆的功率密度、效率及寿命。