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Research on corrosion problems of SUS 304 stainless steel used as bipolar plates for polymer electrolyte membrane fuel cells

聚合物电解质膜燃料电池双极板SUS 304不锈钢腐蚀问题研究

基本信息

批准号：
22K04770
负责人：
八代仁
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Iwate University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04770/
关键词：
固体高分子形燃料電池セパレータステンレス鋼腐食

项目摘要

固体高分子形燃料電池（PEFC）用セパレータ材料としてステンレス鋼が期待されている。本研究では、ステンレス鋼製セパレータを用いて発電したPEFCにおける膜電極接合体(MEA)の汚染状況を、蛍光エックス線分析するとともに、MEAの断面を飛行時間型二次イオン質量分析計(TOF SIMS)を用いて評価した。併せて、セパレータのアノード側のみに表面処理（TiN-SBR塗布）を行った場合、カソード側のみを表面処理した場合、両面表面処理した場合についても発電試験を実施した。表面処理を全く行わなかった場合、発電特性は最も早く劣化し、1000時間発電後のMEAにはFeやCrによる汚染が明瞭に認められた。MEAの断面をTOF SIMSで分析した結果、FeやCrの汚染は、もっぱらアノード側から生じていることが判明した。ステンレス鋼製セパレータのうち、アノード側だけに表面処理して発電した場合、セル性能の劣化は穏やかであったのに対し、カソード側だけを表面処理しても、セル性能の劣化は抑制できなかった。これらの結果は、ステンレス鋼に対する腐食性は、一般に評価対象とされているカソード側環境より、アノード側環境の方が問題となることを示している。アノード側では水素酸化反応が生じ、電位はカソード側より0.6 V以上低いが、ステンレス鋼にとっては十分な不動態化に至らず、酸化皮膜が不安定化して活性溶解しやすいものと考えられる。アノード側から侵入したステンレス鋼の溶解成分は、プロトン伝導膜に濃縮していることも、TOF SIMS分析から明らかとなった。

The solid polymer fuel cell (PEFC) is used as a fuel cell for solid polymer fuel cells. The purpose of this study is to analyze the dyeing status of PEFC electrode bonding (MEA), optical emission line analysis, and time-dependent secondary thermal analysis (TOF SIMS) of MEA cross-sections. in this study, we used the scanning electron microscope (TOF SIMS) to analyze the dyeing status of the film electrode, the optical emission line analysis, and the time-honored secondary thermal analysis (TOF SIMS). The surface dressing (TiN-SBR cloth), the surface dressing, the surface finishing, the surface dressing, the surface dressing, the surface finishing, the surface dressing, the surface dressing, The surface of the machine is fully integrated, and the characteristic of the product is deteriorated at the earliest time. After 1000 hours of electricity, the MEA is used to Fe the Cr to understand the performance of the product. The results of MEA cross-sectional TOF SIMS analysis, the results of Fe Cr staining, and the diagnosis of bacterial infection. In the first place, the surface was damaged, the performance was degraded, the surface was damaged, and the surface was damaged. The results of the survey, food consumption, food, food and food. The temperature of water acidification is high, the temperature is above 0.6 V, the temperature is above 0.6 V, the temperature is very low, the temperature is very high, and the temperature is very high. The intrusions were caused by the intrusions of the dissolved components, the membranes, the membranes, and TOF SIMS analysis.