用于PEMFC的304不銹鋼雙極板的表面復(fù)合處理.pdf

1、PEMFC是目前研究較多的燃料電池之一，被廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸和便攜式電源方面。雙極板是PEMFC的重要的多功能組件，石墨是最常用的雙極板材料，但因體積、加工成本以及自身脆性大等問(wèn)題制約其在電池中的發(fā)展。金屬材料具有良好的機(jī)械性能、導(dǎo)電導(dǎo)熱性，使用金屬材料代替石墨還能降低其生產(chǎn)成本，是商業(yè)化生產(chǎn)的最佳候選材料。不銹鋼是目前研究較多的雙極板材料之一，但其耐腐蝕性和表面接觸電阻不能滿足PEMFC工作環(huán)境要求，因此需對(duì)其進(jìn)行表面改性處理。目前較

2、常用的方法是在金屬表面鍍覆一層耐腐蝕性和導(dǎo)電性良好的薄膜，以提高其表面性能，但在電池的長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，由于膜層自身缺陷以及膜基結(jié)合力差等問(wèn)題，容易導(dǎo)致膜層的脫落，影響電池性能。本文采用復(fù)合處理工藝對(duì)304不銹鋼進(jìn)行表面改性，在其表面原位生成一層耐腐蝕和導(dǎo)電性良好的膜層。
　　在課題組前期金屬材料酸處理-熱處理-電化學(xué)處理復(fù)合處理工藝的基礎(chǔ)上，本文采用其復(fù)合處理工藝對(duì)304不銹鋼進(jìn)行表面處理，并對(duì)其酸處理和電化學(xué)處理工藝進(jìn)行優(yōu)化，得

3、出最優(yōu)的處理工藝參數(shù)為：混合酸（HNO3：HCl：HF=12:2:1）濃度為30％（酸與水的體積比），極化處理時(shí)間為2h，優(yōu)化后工藝處理的金屬試樣其自腐蝕電位為42.8mV，腐蝕電流密度為2.8×10-8A·cm-2，在240N·cm-2壓力下，接觸電阻為4.29mΩ·cm2。采用XPS、AES、FESEM對(duì)其進(jìn)行表面形貌和化學(xué)成分分析，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)優(yōu)化后復(fù)合工藝處理后的試樣表面形成一層很薄但很致密的Cr2O3和游離C膜，同時(shí)還可能存在Cr