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PEMFC铝合金双极板表面改性研究现状与发展
被引量：
2
1
作者
蒋啸
李伟
+3 位作者
刘玉来
李秀兰
周新军
王永
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第12期81-92,134,共13页
质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)作为第五代燃料电池,是最具发展前景的新能源电池,其中双极板作为PEMFC的核心元件,不仅能将单一电池链接起来形成电池堆,起到支撑作用,还具有提供气体流道、隔绝阴阳极两...
质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)作为第五代燃料电池,是最具发展前景的新能源电池,其中双极板作为PEMFC的核心元件,不仅能将单一电池链接起来形成电池堆,起到支撑作用,还具有提供气体流道、隔绝阴阳极两端等作用,对燃料电池工作性能、寿命起到关键作用。其中铝合金作为一种具有良好导电性能、成本低、轻质的材料,在PEMFC双极板材料方面应用潜力巨大。但铝合金双极板耐腐性不佳,在PEMFC工作环境下极易被腐蚀,且其表面生成的钝化膜,增大了电池的接触电阻,从而对电池性能和寿命产生不利影响,而通过铝合金表面改性是解决该问题的主流方法。首先概述了PEMFC原理、双极板材料类型及内部环境,然后阐述了PEMFC中铝合金双极板的服役问题,并对近年来铝合金双极板的表面改性进行分类。重点概括了铝合金表面金属及其化合物涂层(贵金属、金属氮/碳化物、镍磷金属涂层)与非金属涂层(碳基涂层、高分子聚合物涂层)的结构设计、成分优化、服役性能特点。分析结果表明,选用低成本、具有良好耐蚀性和导电性的金属惨杂的无定型碳、金属碳/氮化物涂层,能降低双极板生产成本,提高双极板工作性能,并对涂层设计出多层复合涂层,能打断涂层中的细长针孔缺陷,提高涂层的完整性和致密性。在铝合金表面进行改性研究,以提高其耐蚀性、导电性及服役稳定性,对推动铝合金双极板在PEMFC电堆中的应用至关重要。
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关键词
质子交换膜燃料电池
铝合金双极板
表面改性
金属涂层
非金属涂层
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职称材料
铝合金双极板磁控溅射Ag掺杂类石墨薄膜表面改性研究
被引量：
8
2
作者
邢益彬
蒋百灵
+1 位作者
李洪涛
邵文婷
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第8期67-71,共5页
目的研究在铝合金样品表面制备Ag掺杂类石墨薄膜对样品导电、耐蚀性能的影响。方法采用磁控溅射离子镀技术,在6061铝合金表面沉积了Ag掺杂类石墨层,对样品微观形貌、接触电阻和电化学腐蚀性能进行了观察测试。结果类石墨薄膜厚度随着Ag...
目的研究在铝合金样品表面制备Ag掺杂类石墨薄膜对样品导电、耐蚀性能的影响。方法采用磁控溅射离子镀技术,在6061铝合金表面沉积了Ag掺杂类石墨层,对样品微观形貌、接触电阻和电化学腐蚀性能进行了观察测试。结果类石墨薄膜厚度随着Ag靶电流的提高而增大。与铝合金基体相比,镀膜样品的接触电阻降低了2个数量级,腐蚀电流密度降低了2~3个数量级。Ag靶材电流为0.04 A时,镀膜样品接触电阻(1.5 MPa压强)为1.93 m?·cm^2,腐蚀电流密度低至10^(-5.5) A/cm^2数量级。结论沉积有Ag掺杂类石墨薄膜的样品达到了极低的表面接触电阻与较低的腐蚀电流密度,使镀膜后的铝合金样品具有优异的导电性能与较好的耐腐蚀性能。
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关键词
铝合金双极板
AG掺杂
类石墨薄膜
磁控溅射
接触电阻
耐蚀电流密度
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职称材料
题名
PEMFC铝合金双极板表面改性研究现状与发展
被引量：
2
1
作者
蒋啸
李伟
刘玉来
李秀兰
周新军
王永
机构
四川轻化工大学机械工程学院
西安长峰机电研究所
出处
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第12期81-92,134,共13页
基金
自贡市科技局重点科技计划项目(2018YYJC08)
过程装备与控制工程四川省高校重点实验室项目(GK202208)
+1 种基金
四川轻化工大学人才引进项目(2018RCL12)
四川省科技计划资助(2022YFG0289)。
文摘
质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)作为第五代燃料电池,是最具发展前景的新能源电池,其中双极板作为PEMFC的核心元件,不仅能将单一电池链接起来形成电池堆,起到支撑作用,还具有提供气体流道、隔绝阴阳极两端等作用,对燃料电池工作性能、寿命起到关键作用。其中铝合金作为一种具有良好导电性能、成本低、轻质的材料,在PEMFC双极板材料方面应用潜力巨大。但铝合金双极板耐腐性不佳,在PEMFC工作环境下极易被腐蚀,且其表面生成的钝化膜,增大了电池的接触电阻,从而对电池性能和寿命产生不利影响,而通过铝合金表面改性是解决该问题的主流方法。首先概述了PEMFC原理、双极板材料类型及内部环境,然后阐述了PEMFC中铝合金双极板的服役问题,并对近年来铝合金双极板的表面改性进行分类。重点概括了铝合金表面金属及其化合物涂层(贵金属、金属氮/碳化物、镍磷金属涂层)与非金属涂层(碳基涂层、高分子聚合物涂层)的结构设计、成分优化、服役性能特点。分析结果表明,选用低成本、具有良好耐蚀性和导电性的金属惨杂的无定型碳、金属碳/氮化物涂层,能降低双极板生产成本,提高双极板工作性能,并对涂层设计出多层复合涂层,能打断涂层中的细长针孔缺陷,提高涂层的完整性和致密性。在铝合金表面进行改性研究,以提高其耐蚀性、导电性及服役稳定性,对推动铝合金双极板在PEMFC电堆中的应用至关重要。
关键词
质子交换膜燃料电池
铝合金双极板
表面改性
金属涂层
非金属涂层
Keywords
proton exchange membrane fuel cell
aluminum alloy bipolar plate
surface modification
metal coatings
non-metal coatings
分类号
TG172 [金属学及工艺—金属表面处理]
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职称材料
题名
铝合金双极板磁控溅射Ag掺杂类石墨薄膜表面改性研究
被引量：
8
2
作者
邢益彬
蒋百灵
李洪涛
邵文婷
机构
南京工业大学材料科学与工程学院
出处
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第8期67-71,共5页
基金
国家自然科学基金(51401106
51571114)
江苏省自然科学基金(BK20130935)~~
文摘
目的研究在铝合金样品表面制备Ag掺杂类石墨薄膜对样品导电、耐蚀性能的影响。方法采用磁控溅射离子镀技术,在6061铝合金表面沉积了Ag掺杂类石墨层,对样品微观形貌、接触电阻和电化学腐蚀性能进行了观察测试。结果类石墨薄膜厚度随着Ag靶电流的提高而增大。与铝合金基体相比,镀膜样品的接触电阻降低了2个数量级,腐蚀电流密度降低了2~3个数量级。Ag靶材电流为0.04 A时,镀膜样品接触电阻(1.5 MPa压强)为1.93 m?·cm^2,腐蚀电流密度低至10^(-5.5) A/cm^2数量级。结论沉积有Ag掺杂类石墨薄膜的样品达到了极低的表面接触电阻与较低的腐蚀电流密度,使镀膜后的铝合金样品具有优异的导电性能与较好的耐腐蚀性能。
关键词
铝合金双极板
AG掺杂
类石墨薄膜
磁控溅射
接触电阻
耐蚀电流密度
Keywords
aluminum alloy bipolar plates
Ag-doped
graphite-like films
magnetron sputtering
interfacial contact resis- tance
anti-corrosion current density
分类号
TG174.442 [金属学及工艺—金属表面处理]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
PEMFC铝合金双极板表面改性研究现状与发展
蒋啸
李伟
刘玉来
李秀兰
周新军
王永
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
铝合金双极板磁控溅射Ag掺杂类石墨薄膜表面改性研究
邢益彬
蒋百灵
李洪涛
邵文婷
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
8
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职称材料
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