质子交换膜燃料电池金属双极板改性碳基涂层技术研究进展

• 作者: 孙丽丽 李昊 汪爱英 辛洋 郭鹏 陈仁德 马冠水
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 质子交换膜燃料电池 双极板 碳基涂层 导电性能 耐腐蚀性能
• 年，卷（期）: 2020,（6）
• 所属期刊栏目: 专题——碳基强化功能薄膜材料与应用技术
• 页码范围: 22-33
• 页数: 12页
• 分类号: TM911.4
• 字数: 5141字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2020.06.003

摘要

对比了碳基涂层改性金属极板、未涂覆的金属极板和传统石墨极板性能的优劣,阐述了碳基涂层在优化金属极板导电耐蚀性能方面取得的最新成果,以及在质子交换膜燃料电池(Proton exchange membrane fuel cells,PEMFCs)环境长期运行后,碳基涂层出现性能失效及寿命受限等问题.通过分析影响碳基涂层性能的因素,指出由于非晶碳材料设计、微观结构等对其性能影响规律的系统化研究不足,导致非晶碳涂层/金属极板损伤及退化机理不明确.重点阐述了国内外关于PEMFCs金属极板改性碳基涂层材料技术的研究进展,包括调控本征碳基涂层(a-C)微观形貌优化涂层性能;采用理论计算与实验相结合的方法制备金属掺杂碳基涂层(a-C:Me),解决涂层与特定金属基体间粘附性差、压应力高等问题;设计多层结构碳基涂层以减少贯穿性缺陷.探讨了几类涂层失效机制,并对金属极板改性用碳基涂层技术进行了展望.