图书馆-报告库-中国机械工程学会表面工程分会

Oral PresentationPEM电解槽双极板用TiOx/TiNy复合涂层的制备及其耐蚀性和导电性的协同增强机制

编号：481 访问权限：Participants Only 更新：2024-04-25 10:13:02 浏览：271次收藏取消收藏

2024-05-12 17:45

15min

[K] 论坛10：能源催化与传感 [K-2] 论坛10下午

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摘要

质子交换膜（PEM）电解槽双极板的工作环境具有强酸性（pH值2~4）、高电位（1.5~2V）、强氧化（阳极产O₂）等特点。金属钛双极板阳极侧易发生腐蚀钝化，造成接触电阻升高、直流能耗增大，如何兼顾双极板涂层材料的耐蚀性和导电性是其设计与应用的关键问题。本论文结合阳极氧化和离子渗氮技术，在钛基板上开发出涂层复合工艺，制备出TiO_x/TiN_y复合涂层。其界面接触电阻（ICR）低至8 mΩ·cm²@1.5 MPa，自腐蚀电流密度低至0.1612 μA∙cm^-2，恒电位极化测试1 h后的腐蚀电流密度为1.3 μA/cm²@2V。进一步分析发现，其耐蚀性和导电性协同增强的机制为阳极氧化TiO₂纳米涂层在NH₃等离子作用下氮原子部分取代了氧原子，形成了TiO₂、TiN及TiO_xN_y的混合相，改变等离子强度可调控相含量，其中TiO₂相有利于耐蚀性的提升，而TiN和TiO_xN_y相增强了导电性。研究结果对于高性能双极板涂层材料的设计和开发具有重要的指导价值。