PEM燃料電池不銹鋼雙極板的表面改性研究.pdf

1、質(zhì)子交換膜燃料電池(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell，PEMFC)是一種清潔的能源轉(zhuǎn)換裝置，它可以將燃料與氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能。具有高功率密度、高能量轉(zhuǎn)換效率、低溫啟動(dòng)、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，最有希望成為電動(dòng)汽車的動(dòng)力源。大多數(shù)PEMFC都是由雙極板連接排列成鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的。雙極板約占整個(gè)PEMFC總質(zhì)量的70％～80％，成本約占總成本的40％～50％。成本太高是PEMFC目前難以商業(yè)化應(yīng)用的主

2、要因素，而且質(zhì)量比功率和體積比功率較低。不銹鋼是目前廣泛研究的代替?zhèn)鹘y(tǒng)石墨板的雙極板金屬材料。但是，由于較低的耐蝕性與較高的接觸電阻，使得PEMFC還不能大規(guī)模的商業(yè)生產(chǎn)。本文針對(duì)金屬雙極板存在的問(wèn)題，采用等離子滲擴(kuò)的方法，從表面改性工藝、滲層成份、組織及耐蝕性與導(dǎo)電性等方面對(duì)304SS雙極板進(jìn)行了深入的研究。
　　 為提高不銹鋼雙極板的耐蝕性、降低界面接觸電阻，本文對(duì)304不銹鋼(0Cr18Ni9)進(jìn)行等離子滲鉬后再進(jìn)行等離子

3、滲氮復(fù)合表面改性，研究了表面改性后的3SS04在模擬PEMFC環(huán)境中的電化學(xué)腐蝕行為以及界面接觸電阻。結(jié)果表明，在滲鉬試樣的分析中，鉬的滲層厚度主要決定于加熱溫度，而受保溫時(shí)間影響不大；滲層中的主要成份為Fe，Mo；加熱溫度為870℃、保溫時(shí)間為4h的試樣表現(xiàn)出了優(yōu)異的耐蝕性。接觸電阻方面，加熱溫度為830℃、保溫時(shí)間為4h的界面接觸電阻最小，表現(xiàn)出了良好的導(dǎo)電性。在滲氮試樣的分析中，各個(gè)氮化工藝參數(shù)均形成大約20μm的滲層，其主要成份