图书馆-报告库-中国机械工程学会表面工程分会

Oral Presentation不锈钢双极板碳基防护涂层制备及其性能研究

编号：162 访问权限：Participants Only 更新：2024-04-10 17:54:31 浏览：67次收藏取消收藏

2024-05-12 09:45

15min

[K] 论坛10：能源催化与传感 [K-1] 论坛10上午

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摘要

质子交换膜燃料电池（PEMFC）具有运行温度低、启动快以及功率密度大等优点，可应用于交通领域。双极板作为PEMFC的核心组件，主要起到收集电子、支撑膜电极、输送反应气以及排除生成水等作用，须具备较高导电性、良好机械性能以及抗气体渗透性，不锈钢材料不仅具有以上特点，而且具有较低的量产成本优势，是PEMFC双极板候选材料之一。然而不锈钢双极板在车用PEMFC内部酸性湿热环境下存在接触电阻过大以及耐腐蚀性不足等问题，严重制约其商业化应用，因此，有必要采用金属表面改性技术来改善以上问题。本研究基于316L不锈钢双极板，以碳基涂层为研究对象，采用离子气相沉积技术以及扫描电镜（SEM）、Raman光谱、X射线光电子能谱（XPS）、直流电阻测试仪、电化学阻抗（EIS）、动电位极化和恒电位极化等表征方法，系统研究了不同工艺参数下碳基涂层的表截面形貌、结构以及导电耐蚀性能，建立了涂层制备工艺、结构与涂层性能的关联关系；此外，还通过金属与非晶碳多层交替复合的结构设计，系统研究了不同交替周期下涂层导电耐蚀性能变化规律，实现了不锈钢双极板表面碳基涂层导电耐蚀性能协调匹配以及可控制备，涂层接触电阻小于4mΩ.cm²，腐蚀电流密度小于0.2uA/cm²。本研究制备的非晶碳涂层金属双极板在PEMFC电堆测试中表现出良好的服役性能，与国外企业制备的涂层金属双极板性能相当。