燃料電池用不銹鋼基雙極板表面改性研究.pdf

1、質子交換膜燃料電池(PEMFC)是一種可以將燃料和氧化劑中的化學能直接轉化為電能的清潔能量轉換裝置。具有能量轉化效率高、清潔無污染、無噪音、運行可靠性高等優(yōu)點，是很具有前景的新型能源裝置。雙極板是PEMFC關鍵部件之一，占據(jù)電堆重量的60％-70％，電堆的生產(chǎn)成本40％左右。傳統(tǒng)石墨雙極板價格高昂、質脆，目前國際上主要應用薄金屬板替代傳統(tǒng)石墨雙極板，以期降低成本，并提高電池堆的體積能量密度和質量能量密度。 為提高金屬雙極板的耐腐

2、蝕性和保持高表面導電性，本課題組提出了電鍍鉻氮化復合處理作為304不銹鋼雙極板材料的改性方法，前期的研究取得了很好的效果。但是，電鍍鉻存在微裂紋，經(jīng)過氮化的鍍層有時裂紋不能完全閉合。本文分析了復合處理層裂紋不能完全閉合的原因，在不同工藝條件下制備了三組鍍鉻304ss，在550℃溫度條件下進行了10小時的滲氮處理，并對其進行了電化學和接觸電阻的測試。結果顯示，在250g/LCrO3+2.5g/L H2SO4的鍍液中、溫度為70℃、電流密度

3、為25A/dm2時在304ss表面獲得的乳白鉻鍍層，經(jīng)氮化后，光學金相顯微鏡觀察結果顯示無裂紋存在。而氮化后的硬鉻鍍層，含有大量微小裂紋；多裂紋鉻鍍層經(jīng)氮化后有粗大裂紋存在。電化學測試結果顯示，氮化乳白鉻鍍層在模擬PEMFC環(huán)境中(0.05mol/L H2SO4+2mg/LF)在通入H2/O2的情況下耐腐蝕性都優(yōu)于其他兩組，維鈍電流密度分別為5～6μA/cm2和3～5μA/cm2。在陰極環(huán)境的通入空氣0.6V恒壓極化和陽極環(huán)境通入氫氣-