质子交换膜燃料电池钛双极板表面改性研究

发布时间：2024-12-21 01:20

　　双极板作为质子交换膜燃料电池（PEMFC）的核心元件,其工作特性对PEMFC的输出功率和服役时长有很大的影响。钛双极板因成本低、质轻等优势被广泛应用,但其在工作过程中表面腐蚀生成的氧化物会使接触电阻明显增大,长期工作时导致电池性能显著恶化,且造成电池输出功率下降。因此,改善钛双极板的耐蚀性对PEMFC的应用和发展具有重要意义。本文利用溶胶-凝胶法在TA2钛双极板表面制备了掺铝氧化锌（AZO）和掺锡氧化铟（ITO）涂层,经过对比分析在涂层效果较好的成分基础上添加石墨烯进行改性,以进一步改善钛双极板的性能。利用扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱仪（XPS）和拉曼光谱仪对不同涂层的表面形貌和物相结构进行表征分析。通过胶带粘结法和水接触角测试仪测试涂层与基体的结合情况以及涂层的亲疏水性,利用电化学工作站测试涂层前后试样的极化曲线与电化学阻抗谱,以评价分析不同涂层的耐蚀性。结果表明,所制备的AZO涂层表面平整致密、无明显缺陷,涂层与基体结合良好。涂层均呈现为六角纤锌矿Zn O结构,Al元素成功掺杂进入Zn O结构中。相对而言,掺杂浓度n（Al...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．４石墨双极板，Ａｕ涂层的钛基双极板，纯钛双极板的Ｉ－Ｖ和Ｉ－Ｐ曲线［４ｎ??因此研究人员试图通过涂覆导电性良好和抗腐蚀性能强的涂层来改善钛合金??

１?２??图１．３新型复合结构双极板［３９］：１－流道，２－导电层，３－塑料层，４－金属层，５－导电连接层??复合结构双极板虽然综合了石墨双极板和金属双极板的优点，为制作双极板??提供了一种新的思路，但由于制作中使用了塑料，聚碳酸酯等材料，导电性能将??受到影响，而双极板要求其必....

图１．１质子交换膜燃料电池单电池结构图??Ｆｉｇ．?１．１?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ＰＥＭＦＣ?ｃｅｌｌ??１．２．?２质子交换膜然料电池的主要优点??ＰＥＭＦＣ之以迅展与越是不可的，主包括

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?大连海事大学专业学位硕士学位论文???２．２．２镀膜设备??本文使用ＭＰ６５０复合真空离子镀膜机来进行膜层的制备，如图２．１多弧离子镀??原理图为多弧离子镀设备及原理图，钟罩状的壳体为真空室，两侧放有阴极靶材用来??提供连续的离子场，作为膜层的来源。靶材前设有线圈来提供磁场，利....

图２．３测试用电解池剖面图??Ｆｉｇ．?２．３?Ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎ?ｄｒａｗｎ?ｏｆ?ｅｌｅｃｔｒｏｙｔｉｃ?ｔａｎｋ??

?质子交换膜燃料电池钛双极板表面改性研究???Ｒｃ－Ｔｉ＝ｌ／２（Ｒａ－Ｒｂ）?（２．４）??将电阻计算式??Ｒ＝ＡＵ／Ｉ?（２．５）??代入式中，其中Ａ为碳纸与试样间接触面积，即可得接触电阻表达式??Ｒｃ－Ｔｉ＝ｌ／２（Ｕａ／Ｉａ－?Ｕｂ／Ｉｂ）?－Ａ?（２．６）??２．?４．....

本文编号：4018165