聚苯胺/不锈钢双极板在H2SO4中腐蚀性能的变化规律

• 作者: 刘晓安 周婉秋 姜文印 康艳红 杨佳宇 辛士刚
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 质子交换膜燃料电池(PEMFC) 不锈钢双极板 导电聚苯胺 循环伏安法 浸泡 耐蚀性
• 年，卷（期）: 2020,（8）
• 所属期刊栏目: 表面失效及防护
• 页码范围: 283-291
• 页数: 9页
• 分类号: TG174.4|TM911
• 字数: 3497字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2020.08.033

摘要

目的 提高质子交换膜燃料电池(PEMFC)双极板的耐蚀性.方法 采用循环伏安法,在316L不锈钢(SS)表面电合成导电聚苯胺(PANI)膜,制备PANI/316L SS复合双极板.用红外光谱确定PANI官能团结构,用扫描电镜观察表面形貌,用X射线光电子能谱研究PANI膜成分和键合状态.用0.2 mol/L H2SO4模拟PEMFC腐蚀环境,采用极化曲线研究PANI/316L SS耐腐蚀性能,采用开路电位(OCP)和电化学阻抗谱(EIS),研究PANI/316L SS在长期浸泡过程中的腐蚀行为的变化规律.结果 PANI膜具有中间氧化态结构,呈现纤维堆积形貌.XPS结果表明,PANI膜中含有C、N、S和O等元素,聚合过程中"对阴离子"SO42?通过"掺杂"进入PANI分子链.涂覆PANI薄膜的316L SS腐蚀电位提高了0.17 V,长期浸泡过程中,OCP介于0.19～0.32 V之间,说明PANI/316L SS的腐蚀倾向降低.浸泡初期,OCP增大对应于膜/基界面处钝化膜的形成;浸泡中期,OCP下降/上升与钝化膜的溶解/修复有关;浸泡后期,OCP持续下降源于钝化膜的溶解.EIS的Nyquist图由高频端容抗弧和低频端扩散尾构成.结论 随着浸泡时间延长,PANI膜被氧化,导致"对阴离子"SO42?从PANI中发生"脱掺杂",使膜电阻增加,容抗弧半径增大.浸泡82天,PANI/316L SS体系仍具有良好的耐腐蚀性能.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	辛士刚	沈阳师范大学化学化工学院	105	724	15.0	22.0
2	周婉秋	沈阳师范大学化学化工学院	31	263	10.0	15.0
3	姜文印	沈阳师范大学化学化工学院	6	3	1.0	1.0
4	杨佳宇	沈阳师范大学化学化工学院	4	0	0.0	0.0
5	刘晓安	沈阳师范大学化学化工学院	5	2	1.0	1.0
6	康艳红	沈阳师范大学化学化工学院	50	238	8.0	14.0