質(zhì)子交換膜燃料電池不銹鋼雙極板的表面改性_第1頁
質(zhì)子交換膜燃料電池不銹鋼雙極板的表面改性_第2頁
質(zhì)子交換膜燃料電池不銹鋼雙極板的表面改性_第3頁
質(zhì)子交換膜燃料電池不銹鋼雙極板的表面改性_第4頁
質(zhì)子交換膜燃料電池不銹鋼雙極板的表面改性_第5頁
已閱讀5頁,還剩4頁未讀, 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)

文檔簡介

1、×質(zhì)子交換膜燃料電池不銹鋼雙極板的表面改性摘 要 質(zhì)子交換膜燃料電池(Protonexehangemembranefueleell,PEMFC)是一種能高效地將燃料和氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。PEMFC以其能量密度高、環(huán)境友好及能量轉(zhuǎn)化率高等優(yōu)點,可望廣泛應(yīng)用于未來移動電源及固定電站等領(lǐng)域。PEMFC的關(guān)鍵部件之一是雙極板。雙極板質(zhì)量的好壞將直接決定燃料電池堆輸出功率的大小和使用壽命的長短,要求其不僅具有高的導(dǎo)電率、耐腐蝕性、低密度、高的機械強度和耐氣體滲透性,而且必須具備材料成本低、易加工、良好的尺寸穩(wěn)定性等特點,同時還應(yīng)是熱的良導(dǎo)體,以保證電池堆內(nèi)部溫度分布均勻和廢熱

2、的順利排出。不銹鋼以其優(yōu)良的機加工及氣體不透過性特別適合作為雙極板材料,但由于其耐腐蝕性較差,表面鈍化膜的存在又增大接觸電阻,使不銹鋼不能直接應(yīng)用,需要進行表面改性,以提高抗腐蝕性和減小接觸電阻。關(guān)鍵詞 質(zhì)子交換膜燃料電池;不銹鋼(SS);雙極板;接觸電阻;耐腐蝕The surface modification of bipolar plate in Proton exchange membrane fuel cellzuojinorngSchool of amm, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, Ch

3、inaABSTRACTPEMFC15adevieethateantranslatechemiealenergyinfuelandoxidanteffeetivelyinioelectrieenergydirecuy.PEMFCmaybePoPularusedonelectriealsourceintheareaofmobilePowersuPPlyandinunobilePowerPlantinthefuttirebeeauseofitshighenergyeonsistencyandlowpollution.AsoneoftheeritiealeomPonenisbiPolarPlatese

4、andeterminetheoutPutPowerandlifeofPEMFC.50itneednotonlyhigheonductivity,wellantieormsionability,lowdensity,highmeehealPerformaneeandresistaneePermeatingofasbutalsolowmaterialeostgoodmachinabilityandstabilityonsize.SimultaneoubiPolarPlatemustbeawelleonduetorofheat,inordertoensurehomogeneoustemperatti

5、re,distributionandgetridofsup,uousheat.Presently,metalbiPolarPlatehastakenuPabroadmarketofthisareabyitsexeellenimachinabilityandantiPermeatingofgas.ButtheexisteneeofeonduetivityandeormsionresistaneeblocksitsdeveloPmentinbiPolarPlatearea。KEY WORDS EMFC;stainsssteel;biporPlate;contact,resistence;anti-

6、corrosion隨著環(huán)境問題越來越引起人們的關(guān)注,環(huán)境保護已成為可持續(xù)發(fā)展的核心。全球都致力于研究高效節(jié)能環(huán)保的新型能源。燃料電池是一種可以高效地將燃料和氧化劑轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。不經(jīng)過熱機過程,因此不受卡諾循環(huán)的限制,能量轉(zhuǎn)化率高達40%到80%,若熱電合并則效率可達80%;環(huán)境友好,幾乎不排放氮氧化物和硫化物,二氧化碳排放量也比常規(guī)發(fā)電廠減少40%以上。正是由于這些突出的優(yōu)越性,燃料電池被認為是21世界首選的潔凈,高效的發(fā)電技術(shù)。目前,燃料電池所能提供的功率范圍在IWl000MW之間,可以廣泛應(yīng)用于車載電源、便攜式電源、現(xiàn)場型汽電共生發(fā)電廠、分散型發(fā)電站及集中型發(fā)電廠等1。石燃料的逐漸

7、耗盡和環(huán)境日趨惡化,致使人們對能夠作為運輸燃料應(yīng)用的氫能越來越感興趣。質(zhì)子交換膜燃料電池伊EMFC)因具有操作溫度低、大電流持續(xù)運作、重量小、快速啟動等優(yōu)點,成為未來最具有前途和吸引力的汽車能源的候選電源。作為PEMFC關(guān)鍵部件之一的雙極板,不僅占據(jù)電堆重量的70%80%,而且在電堆的生產(chǎn)成本中也占據(jù)相當大的比例。薄層不銹鋼雙極板不僅易于實現(xiàn)批量生產(chǎn)、降低電堆成本,而且能大幅度提高電堆比功率,是最有競爭力的極板材料。一般而言,不銹鋼在PEMFC酸性環(huán)境中易受腐蝕,腐蝕產(chǎn)物的存在又對膜電極產(chǎn)生毒化作用,降低電池壽命;耐腐蝕性的增強是由于其表面鈍化膜的存在,但鈍化膜又降低了不銹鋼的導(dǎo)電性能,因此協(xié)

8、調(diào)不銹鋼的防腐與導(dǎo)電共存問題成為我們魚待解決的一大難題2。以316不銹鋼為雙極板研究基體,模擬PEMFC內(nèi)部環(huán)境,一改前人所用的單純電鍍或化學(xué)鍍提高不銹鋼耐腐蝕性的方法,爭取在不銹鋼基體上制備化學(xué)轉(zhuǎn)化膜再對其進行化學(xué)鍍的方法降低雙極板與電極擴散層間的接觸電阻,同時在一定程度上提高了雙極板的耐腐蝕性,很好地解決了導(dǎo)電耐腐蝕的矛盾,方法簡單,成本低廉,為金屬雙極板導(dǎo)電耐腐蝕的進一步研究提供了新思路。1 PEMFC的介紹質(zhì)子交換膜燃料電池(PloyerEleetroluteMembraneFuelCell,簡稱pEMFC)被稱為是繼堿性燃料電池、硫酸型燃料電池、固體氧化物燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池

9、后的第五代燃料電池,以能量密度高、環(huán)境友好及能量轉(zhuǎn)化效率高等優(yōu)勢成為未來移動電源及固定電站等領(lǐng)域的首選電源3。質(zhì)子交換膜燃料電池PEMFC的最大優(yōu)越性體現(xiàn)在工作溫度低,在室溫也能正常工作,適宜于較頻繁啟動的場合,而且啟動快,具有比其他類型的燃料電池更高的比功率密度以及其電動車比蓄電池電動車連續(xù)行駛距離更長且無須等待充電等優(yōu)點。它可在較大電流密度下工作,既可用作固定電站又可作為移動運輸工具的電源。特別是近幾年,隨著人們環(huán)保意識的增強以及對化學(xué)燃料有限性取得的共識,世界上掀起了研究和開發(fā)PEMFC的熱潮,PEMFC有望成為取代目前汽車動力的最有競爭力的動力源之一。1.1 PEMFC的關(guān)鍵組件構(gòu)成P

10、EMFC的關(guān)鍵材料與組件有質(zhì)子交換膜、催化劑、電極及雙極板等。PEM發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)發(fā)電過程的輸送現(xiàn)象包括:反應(yīng)氣體在電極擴散層內(nèi)擴散;氣體電極催化層吸附并發(fā)生電催化反應(yīng);質(zhì)子在固體電解質(zhì)(質(zhì)子交換膜)內(nèi)從陽極側(cè)傳到陰極側(cè);電子同時在電極與雙極板間傳遞4。具體結(jié)構(gòu)形態(tài)如下圖所示:圖1 PEMC結(jié)構(gòu)示意圖圖2.膜電極圖 1所示為本論文中所用到的PEMFC典型單電池側(cè)面結(jié)構(gòu)圖。PEMFC是一個對稱式結(jié)構(gòu),兩邊分別通入經(jīng)過加濕的氫氣和空氣(或者氧氣),氣體經(jīng)過雙極板上的流場均勻分布在膜電極(MEA)上。膜電極擔負著電池加熱或恒溫夾持作用,同時通過上端引線連接電池負載。在PEMFC中,MEA是其核心部分

11、完成能量轉(zhuǎn)變場所。從圖2 EA的示意圖看出,MEA由兩片電極和作為電解質(zhì)的Nafion膜組成,電極分為擴散層和催化層兩部分,兩片聚醋外框起到固定和支撐作用通過熱壓完成膜電極的組裝。1.2 ZPEMFC工作原理PEMFC以全氟磺酸型離子交換膜為電解質(zhì),以鉑碳或鉑一釘/碳為電催化劑,氫氣或重整氣為燃料,空氣或氧氣為氧化劑,工作溫度一般在60100,帶有氣體流動通道的石墨或表面改性的金屬板為雙極板。圖3 EMFC的工作原理示意圖。圖 3 PEMFC工作原理圖PEMFC中的電極反應(yīng):陽極催化層中的氫氣在催化劑作用下發(fā)生電極反應(yīng)陽極:H22H+2e-該電極反應(yīng)產(chǎn)生的電子經(jīng)外電路到達陰極,氫離子則經(jīng)質(zhì)子交

12、換膜到達陰極與氫離子及電子在陰極發(fā)生反應(yīng)生成水陰極:1/2O2+2H+2e-H2O生成的水不稀釋電解質(zhì),而是通過電極隨反應(yīng)尾氣排出。PEMFC中的能量轉(zhuǎn)化原理與內(nèi)燃機的化學(xué)能-熱能-機械能-電能轉(zhuǎn)化途徑不同,它不經(jīng)過燃燒直接將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,因而不受熱機的卡諾循環(huán)的限制。燃料電池不像一般的一次或二次電池那樣將活性物質(zhì)儲存在電池中,燃料電池所需要的燃料和氧化劑是從電池外部連續(xù)的輸入到電池內(nèi)部。所以燃料電池使用時既不像一次電池那樣消耗完活性物質(zhì)就要廢棄掉,又不像二次電池那樣需要定期充電。從理論上講,只要連續(xù)的為燃料電池提供燃料和氧化劑,燃料電池便可以連續(xù)供電,所以燃料電池又可以稱為連續(xù)電池

13、5。2.PEMFC雙極板的功能和要求作為PEMFC關(guān)鍵部件之一的雙極板,不僅占據(jù)電堆重量的70%80%,而且在電堆的生產(chǎn)成本中也占據(jù)相當大的比例。雙極板的作用是分隔燃料及氧化劑,并通過流場將燃料反應(yīng)氣體導(dǎo)入燃料電池、收集并傳導(dǎo)電流和支撐膜電極,同時還擔負起整個電池系統(tǒng)的散熱功能和排水功能6,因此雙極板質(zhì)量的好壞將直接決定燃料電池堆輸出功率的大小和使用壽命的長短7。PEMFC電池組一般按壓濾機方式組裝,雙極板必須滿足下述功能要求:(l)實現(xiàn)單池之間電的聯(lián)接,因此它必須由導(dǎo)電良好的材料構(gòu)成;(2)燃料(如氫)和氧化劑(如氧)通過由雙極板、密封件等構(gòu)成的公用孔道,經(jīng)各個單池的進氣管導(dǎo)入各個單池,并由

14、流場均勻分配到電極各處;(3)由于氧化劑與燃料分別經(jīng)極板兩側(cè)的流場分配到電極,因而要求雙極板必須無孔,如是多種材料構(gòu)成的復(fù)合板,要求至少一種是無孔的,以實現(xiàn)氧化劑與燃料的分隔;(4)構(gòu)成雙極板的材料必須在PEMFC運行條件下(一定的電極電位、氧化劑或還原劑等)抗腐蝕,以達到電池組的壽命要求,一般為幾千至幾萬小時;(5)燃料和氧化劑的電化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng),為方便電池組排除廢熱,雙極板材料還必須是熱的良導(dǎo)體;(6)最好選用適于批量生產(chǎn)的極板材料以降低電池組成本8。3.雙極板的分類目前PEMFC的雙極板材料主要有三種:石墨材料、金屬材料和復(fù)合材料。3.1 石墨材料石墨材料是較早開發(fā)和利用的雙極板材料

15、,傳統(tǒng)雙極板主要采用無孔石墨板,并通過機械加工溝槽。這種石墨雙極板的熱膨脹系數(shù)低,熱導(dǎo)性良好,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,耐腐蝕性能好,導(dǎo)電性較強。但是石墨的脆性造成了加工困難,同時也限制了石墨板厚度的降低,而且在制造過程中容易產(chǎn)生氣孔,使燃料與氧化劑相互滲透,因此必須添加其它物質(zhì)來提高電池性能。上海交通大學(xué)燃料電池研究所采用真空加壓的方式以硅酸鈉濃溶液浸漬石墨雙極板方法9,減少了制造過程中的氣孔問題。在石墨雙極板中真空加壓浸人硅酸鈉濃溶液,然后加酸加熱使之轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸?。在保持真空度?IMPa、壓力為0.6MPa的實驗條件下,隨時間的延長,石墨板中的二氧化硅殘留量增加,石墨板的孔隙率降低。通過浸漬工藝,

16、石墨板減少了70%以上的孔隙率。天然鱗片石墨經(jīng)化學(xué)或電化學(xué)法處理,使其層間插人化合物(如濃硫酸)成為可膨脹石墨??膳蛎浭谝欢l件下膨脹,由原來的鱗片狀變?yōu)槊芏群艿偷娜湎x狀。該蠕蟲狀石墨可被壓制成各種形狀,壓制后的石墨稱為柔性石墨。柔性石墨性能穩(wěn)定、價格低、導(dǎo)電性好、耐腐蝕、易于加工,還有直密封作用。石墨片層間距可以通過壓縮減小,使與膜電極緊密接觸,界面電阻減小。用石墨蠕蟲直接壓制出不同密度的柔性石墨板10,比電阻率隨柔性石墨密度的增大而減小,電阻明顯小于含乳膠柔性石墨板的電阻,用石墨蠕蟲直接壓制的柔性墨板是很好的極板材料。雖然目前發(fā)展了在石墨中加入有機聚合物來降低其脆性,加入纖維來改善其機

17、械性能同時加入金屬顆粒來增強導(dǎo)電性等工藝,但這些處理工藝使雙極板制造成本大大增加。據(jù)報道石墨雙極板在PEMFC的制造成本中占有相當高的比重,而且石墨雙極板較厚,電池體積較大。Ballard公司的合作伙伴Grafleeh公司在其產(chǎn)品的公開報道中,介紹了柔性石墨雙極板的制作工藝,柔性石墨雙極板在致密性、機加工性能、塑性上都有所提高,但和金屬雙極板相比仍有差距。3.2 復(fù)合材料復(fù)合雙極板結(jié)合了石墨雙極板與金屬雙極板的優(yōu)點11,價格便宜、制造工藝簡單、質(zhì)量輕、抗腐蝕性好,但也存在如導(dǎo)電效果與機械性能較差的缺點。3.3金屬材料金屬不僅強度高、韌性好,而且導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能好、致密性高,可以用來制作很薄的PE

18、MFC雙極板。其流場可采用機械加工而成,也可采用沖壓的方法來加工。目前,世界各國主要采用鋁板、黃銅、鋁合金板、欽板及316不銹鋼等作為制作雙極板的原料。盡管金屬板材在導(dǎo)電方面有不可取代的優(yōu)勢,但其高活性使其在PEMFC工作環(huán)境下易腐蝕,從而污染催化劑和膜,更增大了接觸電阻,因此導(dǎo)電抗腐蝕,又能減小接觸電阻是PEMFC的研究熱點。4.防腐層的制備工藝研究不銹鋼用作雙極板雖然具有來源廣泛、機加工性能好、導(dǎo)熱性強等優(yōu)點,但其表面鈍化膜的存在雖然增強了不銹鋼的耐腐蝕性,卻阻礙了不銹鋼的導(dǎo)電性,使其不能達到PEMFC內(nèi)部的使用要求。不銹鋼的高活性也使其不能在酸性環(huán)境中長期穩(wěn)定存在,生成的高價離子對膜和催

19、化劑產(chǎn)生一定的毒害作用,隨著時間的不斷增長氧化層則會導(dǎo)致電池內(nèi)阻增加,電池性能衰減。因此,設(shè)計合理的工藝,解決不銹鋼的導(dǎo)電耐腐蝕共存問題是關(guān)鍵?;瘜W(xué)轉(zhuǎn)化膜的主要作用是提高不銹鋼的抗腐蝕能力,提高表面Ni、Cr的相對百分含量12,實驗證明,不銹鋼在強酸性溶液中腐蝕速度較快,形成的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜不均勻,粗糙色深且致密性差。因此我們配制稀硫酸溶液,將經(jīng)過預(yù)處理的不銹鋼放入盛有稀硫酸溶液的燒杯中完全浸泡,將燒杯放入80恒溫水浴中加熱24h,在此過程中可以發(fā)現(xiàn)浸泡液由淺綠色逐漸變深,且不銹鋼表面均勻冒出大量氣泡。待不銹鋼表面生成一層厚厚的黑膜時,取出,用自來水急流沖洗,將其表面黑膜基本沖掉后,放入盛有去離子

20、水的燒杯中超聲波震蕩15分鐘,并反復(fù)震蕩三次,待洗滌液完全清澈,不銹鋼表面裸露一層均勻致密的銀灰色化學(xué)轉(zhuǎn)化膜時將不銹鋼取出。因酸處理后的不銹鋼表面易吸附氫,造成氫脆,因此將制備化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的不銹鋼在100200下保溫烘烤12h除氫。經(jīng)過保溫烘烤的不銹鋼表面網(wǎng)格結(jié)構(gòu)發(fā)生膨脹,減小不銹鋼的孔徑,起到一定的封孔及固化作用。配制一定濃度的AgNO3與HNO3的混合溶液,混合溶液一方面對不銹鋼表面部分未除掉的氧化物進行清洗,使不銹鋼表面吸附部分硝酸銀,并利用AgNO3的鈍化作用對不銹鋼表面進行鈍化封孔12;另一方面使AgNO3在不銹鋼表面發(fā)生置換反應(yīng),沉積銀單質(zhì),制備導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。將生成化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的不銹鋼放入

21、混合處理液中(為保證55雙面都能與溶液均勻接觸,將55在溶液中垂直放置)進行進一步表面導(dǎo)電耐腐蝕改性。在超聲波下震蕩30min后,將不銹鋼取出放入紫外燈下照射還原2h,還原吸附的AgNO3。不銹鋼化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的制備俗稱不銹鋼化學(xué)發(fā)黑處理,分為酸性著黑色和堿性著黑色法兩種。酸性著黑色法得到的膜層色澤均勻,薄而牢固,富有彈性,結(jié)合力好,但膜層多孔,耐磨性較差,要經(jīng)過固化處理才能提高耐磨性。堿性著黑色法著色時間比較長,但黑膜的耐磨性好,無需固化處理13。但由于酸性發(fā)黑方法簡單易得,故選用酸性發(fā)黑處理。不銹鋼表面化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的生成,直接影響了不銹鋼的導(dǎo)電性,使不銹鋼的接觸電阻降低了10倍,并且長時間生成的

22、化學(xué)轉(zhuǎn)化膜更加均勻致密。雖然鍍銀后不銹鋼表面接觸電阻變化不大,但事實證明,鍍銀后使不銹鋼與電極擴散層的接觸電阻進一步降低,最低降到14mol/cm2,接觸電阻的數(shù)值基本能滿足不銹鋼雙極板的使用要求,說明硝酸銀在不銹鋼表面的導(dǎo)電性的提高上進一步發(fā)揮了作用。5.改性不銹鋼雙極板的耐腐蝕性測試金屬在環(huán)境中,由于它們之間所產(chǎn)生的化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng),或者由于溶解作用而易引起損壞或變質(zhì)。腐蝕是指金屬在環(huán)境中,在金屬表面或接口上進行的化學(xué)或電化學(xué)多相反應(yīng),結(jié)果使金屬轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸癄顟B(tài)。從熱力學(xué)觀點看,金屬通常處于不穩(wěn)定狀態(tài),它有與周圍介質(zhì)發(fā)生作用轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘匐x子的傾向。這種傾向既與金屬本性有關(guān),也與周圍介質(zhì)的特性和

23、外界條件有關(guān)。在熱力學(xué)上可用進行相應(yīng)的腐蝕反應(yīng)時吉布斯函數(shù)變化(G)來衡量。如果G是負值,表明該腐蝕反應(yīng)是可能發(fā)生的,G值愈負,金屬遭受腐蝕的傾向愈大:反之,該過程不可能進行。金屬腐蝕主要分化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕兩種。金屬腐蝕無論是化學(xué)腐蝕還是電化學(xué)腐蝕,都是使金屬單質(zhì)變成化合物,生成與原金屬的組成和性質(zhì)全然不同的另一種物質(zhì)的過程。5.1 腐蝕速率的評價電化學(xué)腐蝕試驗的理論基礎(chǔ)來源于混合電位理論。這個理論大體上是把腐蝕過程分為氧化和還原兩個反應(yīng),并且假定在腐蝕表面,全部氧化反應(yīng)的總速度恒等于全部還原反應(yīng)的總速度?;旌想娢煌ǔ1环Q為腐蝕電位,用符號Ecorr表示,它是在全部陽極反應(yīng)的總速度與全部陰

24、極反應(yīng)的總速度恒等情況下的電位。在腐蝕電位E二下的電流密度稱為腐蝕電流密度(icorr),它是腐蝕速度的一種量度哪J。在PEMFC中,雙極板與電池接觸的外表面遭受一些酸性溶液(pH為3.54.5)的腐蝕,所以我們模擬燃料電池內(nèi)部環(huán)境,配制含F(xiàn)5PPm,H2SO4溶液,組裝三電極體系,測定不銹鋼雙極板的各種曲線,評價其耐腐蝕性。所用的參比電極為甘汞電極,輔助電極為鉑電極。(l)開路電位-時間曲線(2)極化曲線(3)恒電位氧化曲線5.2 表面改性對腐蝕的影響測試了不銹鋼鍍銀板的耐腐蝕性能,分別模擬PEMFC內(nèi)部陰極及陽極工作環(huán)境,測試不銹鋼的開路電位,動電位極化曲線及恒電位氧化。從開路電位一時間曲

25、線看,不銹鋼鍍銀后開路電位較未處理不銹鋼提高0.05V左右,提高了不銹鋼的電性能;動電位極化曲線顯示,雖然鍍銀不銹鋼自腐蝕電位變化不大,但腐蝕電流密度較未處理不銹鋼降低了23個數(shù)量級:恒電位氧化曲線表明,鍍銀不銹鋼在電池內(nèi)部酸性環(huán)境下性能衰減較弱,鍍銀后不銹鋼耐腐蝕性增強很多。6 結(jié)論雙極板導(dǎo)電性能差將阻礙電池運行,而耐腐蝕性的下降也將導(dǎo)致整個燃料電池壽命的降低,所以加強雙極板的導(dǎo)電抗腐蝕共存問題十分重要。目前的不銹鋼雙極板以其導(dǎo)電性能好備受關(guān)注,但在燃料電池內(nèi)部酸性條件下運行,不銹鋼很容易被氧化腐蝕,所以必須采用適當方法對其進行表面改性,在改善不銹鋼導(dǎo)電性的條件下,提高其抗腐蝕能力。采用在制

26、備化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的基礎(chǔ)上化學(xué)鍍銀的方法,同時提高不銹鋼的導(dǎo)電防腐性能。模擬PEMFC內(nèi)部環(huán)境,研究結(jié)果表明,經(jīng)過上述方法改性后的不銹鋼作為雙極板材料,在PEMFC的應(yīng)用中有很大潛力。并得出以下結(jié)論:(1) 在電子萬能試驗機上從90N加壓到1350N,分別測試制備化學(xué)轉(zhuǎn)化膜及鍍銀后的不銹鋼與碳紙擴散層間的接觸電阻,測試結(jié)果發(fā)現(xiàn),不銹鋼制備化學(xué)轉(zhuǎn)化膜后接觸電阻達到20*cm2左右,較未處理不銹鋼降低了近10倍;經(jīng)過鍍銀后不銹鋼的接觸電阻變化不大,基本能降到16*cm2左右。(2) 采用超深度顯微鏡觀察不銹鋼表面并測量表面粗糙度,發(fā)現(xiàn)不銹鋼制備化學(xué)轉(zhuǎn)化膜后表面蝕孔增多,粗糙度增大,腐蝕孔直徑大約有25µm但經(jīng)鍍銀后表面粗糙度基本不變,但腐蝕孔直徑有所減小。(3) EDS測試表明表面改性不銹鋼表面蝕孔內(nèi)含有微量Ag元素,粒徑大約為0.5µm,XRD測試顯示制備轉(zhuǎn)化膜后的不銹鋼導(dǎo)電性大幅提高主要是

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論