不锈钢双极板复合碳膜改性及低温环境特性研究

发布时间：2021-08-20 11:08

　　质子交换膜燃料电池（PEMFC）因具有高可靠性、高功率密度和环境友好等优点,在运输、住宅发电、便携式电源中被广泛运用。双极板是PEMFC中最主要的组件之一,其质量和成本在燃料电池电堆中占据很大比重。不锈钢双极板因为具有良好的机械强度、优异的导电导热性、低廉的成本、易成型等特点,被认为是石墨双极板最合适的代替者。当燃料电池工作于常温环境（20℃）中,不锈钢双极板表面会产生导电性较差的钝化膜,同时也易发生腐蚀电离出污染质子交换膜的金属离子,所以需要提升不锈钢双极板的耐蚀性和导电性。而当燃料电池工作于低温环境下（低于0℃）时,双极板流道内水因结冰而阻塞气体传输的通道。所以在低温环境中冷启动时,不锈钢双极板的疏水性能和抗结冰性能相比于导电性和耐腐蚀性能更为重要。通过在不锈钢试样表面分别沉积单层碳纳米管膜和非晶碳膜,测试其性能,发现碳纳米管膜能提升其疏水性、抗结冰性和导电性,而非晶碳膜能提升其耐腐蚀性。最终提出利用复合碳膜改性不锈钢双极板组装成单电池,提升其低温冷启动的性能。本文主要的研究内容如下:（1）不锈钢试样经过高温和不同时间等离子体刻蚀后表面形成了不同尺寸和密度的纳米级不锈钢颗粒。利用等... 

【文章来源】：浙江工业大学浙江省

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

搭载氢燃料电池动力的车型[5]

格罗夫设计的燃料电池草图

燃料电池结构示意图

【参考文献】：
期刊论文
[1]质子交换膜燃料电池双极板材料研究进展[J]. 李俊超,王清,蒋锐,吴爱民,林国强,董闯.  材料导报. 2018(15)
[2]氢燃料电池车商业化已经上路[J]. 彭斐.  汽车与配件. 2018(17)
[3]可再生能源发展任重而道远[J]. 刘星.  电气技术. 2018(02)
[4]锂电池极片辊压工艺变形分析[J]. 国思茗,朱鹤.  精密成形工程. 2017(05)
[5]金属基超疏水表面制备的研究进展[J]. 王晓丽,陈劲松,黄大志,田宗军.  热加工工艺. 2015(22)
[6]主流燃料电池技术发展现状与趋势[J]. 赵佳骏,王培红.  上海节能. 2015(04)
[7]静电纺丝法制备超疏水/超亲油SiO2微纳米纤维膜[J]. 汤玉斐,高淑雅,赵康,谢高伟,张恒.  人工晶体学报. 2014(04)
[8]不锈钢双极板表面Cr与Cr2N镀层导电与耐蚀性研究[J]. 肖宇,顾大明,刘峰,李洪霞,黄国胜,李相波.  真空科学与技术学报. 2013(03)
[9]自清洁涂料的发展[J]. 孙旭东,张子勇.  涂料工业. 2010(12)
[10]沉积参数对含氢非晶碳膜结构及性能的影响[J]. 李明,王凤,张艳,蔺增,巴德纯.  真空科学与技术学报. 2008(01)

硕士论文
[1]镀碳化铬316L不锈钢双极板的腐蚀行为及机理研究[D]. 于宏.大连海事大学 2013
[2]超双疏表面的制备及其润湿性研究[D]. 周继根.青岛理工大学 2010
[3]PECVD技术制备碳纳米管及其生长参数的研究[D]. 杜娟.吉林大学 2006



本文编号：3353389