项目名称: 质子交换膜燃料电池金属阴极板表面改性层微孔腐蚀及其自愈合机理研究

项目编号: No.21206012

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2013

项目学科: 化学工程及工业化学

项目作者: 付宇

作者单位: 大连交通大学

项目金额: 25万元

中文摘要: 采用全金属结构双极板可以大幅度提高质子交换膜燃料电池的比功率密度,是车用燃料电池的必然选择。在前期研究中,采用电弧离子镀技术在316L不锈钢薄板上镀制碳基铬掺杂纳米复合改性层所获得的双极板材料在实际电池运行过程中显示出很好的耐蚀、导电性能,成本也得到大幅降低,但改性层微孔腐蚀影响了电池寿命。本项目从电化学腐蚀发生的两个必要条件之一的腐蚀电势出发(另一个为腐蚀介质),利用微孔处发生腐蚀时腐蚀产物使局部微区电位漂移的原理,通过科学设计微区材料和物质量来控制腐蚀电位的变化趋向,从而降低微孔处腐蚀电位并使之低于主改性层材料,以最终解决阴极板的微孔腐蚀问题。

中文关键词: 车用燃料电池;金属双极板;表面改性;;

英文摘要: The fuel cell with metal bipolar plate is considered to be the best candidate for vehicle application for its high power density.In our preliminary study, 316L stainless steel sheet was coated with carbon based chromium doped nanometer composite film by arc ion plating technology, and the bipolar plate material showed good corrosion resistance and electrical conductivity in fuel cell operation. The cost of bipolar plate was also greatly reduced. However, the pin-hole corrosion shortened the stack life. As we know, corrosion medium and potential difference are the two necessary conditions for electrochemical corrosion. In our study, we take advantage of the potential drift of the pin-hole area when corrosion occurred to prevent further corrosion if the potential of the corrosion product was lower than that of the main surface coating. Specifically, a transition layer will be prepared between the 316L stainless steel sheet and the carbon based surface film, and material and thickness of the transition layer should be scientific designed to control corrosion potential trend and meet the target. Thus the metal bipolar plate with self-cured function is obtained.

英文关键词: automobile fuel cell;metal bipolar plate;surface modification;;

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