质子交换膜燃料电池不锈钢双极板表面改性研究

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1、ＴＭ９１１学校代号：１０１５０分类号：ＵＤＣ：５４１．１３６：公开学号：２０１５２００４密级义盖交邊乂＃硕士学位论文质子交换膜燃料电池不锈钢双极板表面改性研宄ＳｕｒｆａｃｅＭｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＳｔａｉｎｌｅｓｓＳｔｅｅｌＢｉｏｌａｒＰｌａｔｅｓｆｏｒＰＥＭＦＣｐ论文编号：学科门类：ｘ，ｆ专业名称：材料科学与工程研究方向：材料电化学申请学位级别：论文答辩日期：２０１８年月日学位授予单位：大连交通大学大连交通大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的

2、研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢及参考文献的地方外，论文中不包含他人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为莸得大连交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。本人完全意识到本声明的法律效力，申请学位论文与资料若有不实之处一，由本人承担切相关责任。学位论文作者签名：日期：＞〇公年殳月日／以大连交通大学学位论文版权使用授权书水学位论文作者完全了解大连交通大学有关保护知识产权及保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文

3、工作的知识产权单位属大连交通大学，本人保证毕业离校后，发表或使用论女工作成果时署名单位仍然为大连交通大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件及其电子文档，允许论文被查阅和借阅。水人授权大连交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据库和收录到《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》进行信息服务，也可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存或汇编本学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）：学位论文作者签名：导师签名〇日期：＞／纪年泛月／／日日期：年ｆ月／彡日摘要摘要一双极板是

4、燃料电池核心部件之。现阶段石墨双极板性能优异，但体积较大不适于轿车等小型车使用，金属双极板体积比功率密度高，有着更好的实际应用前景。本文对３１６Ｌ不锈钢双极板进行了两种不同的表面改性研究。（１）不锈钢双极板表面Ｔ：，ｉＣ改性研究如下首先把不锈钢表面进行粗糙度调整然后利用磁控溅射的方法物理气相沉积Ｃｒ以及Ｔｉ，最后保持钛靶溅射的同时通入ＣＨ４，利用物理气相沉积和化学气相沉积结合的方法制备改性涂层。当氩气与甲烷流量比为１：１．５时，涂层是以ＴｉＣ为主、少量石墨和Ｔｉ为辅的混合物，且性能最好。其接触电阻．２降至１３．３ｍＱｃｍ比改性前降低了．，１５６倍动电位、恒电位

5、极化曲线测试结果均接近；°■商用样品．．。，耐蚀性良好触角为１３２８优于商用样品的９９１；接（２）不锈钢双极板表面喷涂改性研宂如下：首先把碳粉与ＰＶＤＦ的吡咯烷酮混合°°液喷涂于８０Ｃ的经过粗糙度调整的不锈钢双极板上，然后再对喷涂板进行３３０Ｃ热处理，最终制得不锈钢改性双极板。改性双极板样品进行了性能测试，并与商用样品对比。含碳量为７０％的样品性能最好．接触角达到，其接触电阻仅为１７接近商用样品；°－１３９．２．．，优于商用样品１３５Ｖ，高于商用样品的００６８Ｖ，经拟合后；腐蚀电压达到０２２腐蚀电流密度从３９．８１Ａ／ｃｍ降低到１．７２ｉＡ／ｃｍ１４４００

6、ｓ后电流为２．２５０ｎ＾；恒电位极化Ａ２２Ｈ／ｃｍ，接近商用样品的２．２０８ｎＡ／ｃｍ：改性涂层显气孔率较低，对耐蚀性以及结合力影响不大。含碳量７０％样品的改性涂层结构致密、均匀，经恒电位极化后，形貌未发生明显改变。喷涂方法制备的含碳量为７０％的不锈钢改性双极板具有制备简单、原料少且一易得、接触电阻较小、耐蚀性好、疏水性优异等特点，为商业化提供定基础。关键词：质子交换膜燃料电池；双极板；不锈钢；电化学；碳化钦Ｉ摘要ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｂｉｐｏｌａｒｐｌａｔｅｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｃｏｒｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆａｆｕｅｌｃ

7、ｅｌｌ．Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ，ｔｈｅｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｒａｈｉｔｅｄｏｕｂｌｅｏｌｅｉｓｅｘｃｅｌｌｅｎｔｂｕｔｔｈｅｖｏｌｕｍｅｉｓｎｏｔｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｔｈｅｕｓｅｐｇｐｐ，ｏｆｓｍａｒｓ．ｒｄｅｎｓｉｍｅｉｌａｒｌａｅａｎｄｈｓａｒｉｃａｌｌｌｃａＴｈｅｐｏｗｅｔｙｏｆｔａｌｂｐｏｐｔｉｓｈｉｇｈ，ｉｔａ