质子交换膜燃料电池金属双极板用导电C/TiC涂层的制备与性能研究

成本与寿命是制约质子交换膜燃料电池商业化的关键因素。双极板在控制电池成本与重量方面起着重要作用。金属双极板在降低电池成本、提高电池比功率等方面显示极强的竞争力，但它在电池环境中面临溶解与钝化问题，必须发展耐腐蚀、低接触电阻的涂层。为此，提出将具有高化学稳定性与低接触电阻的碳涂层与具有高耐蚀与导电性能的TiC涂层复合，发展耐蚀、导电的C/TiC复合涂层。以304不锈钢为双极板材料，采用高能微弧合金化技术在合金表面预沉积细晶的金属钛层；以熔融碳酸盐为电解质，在钛层表面电化学沉积碳，制备C/TiC复合涂层；研究涂层/合金在模拟电池阴、阳极环境中的腐蚀电化学行为，阐明涂层的抗腐蚀性能与机制；进一步对比研究石墨、合金及涂层分别与碳纸的接触电阻及其随腐蚀时间的变化。本研究对于发展金属双极板表面高化学惰性、致密、导电的涂层体系及其制备新工艺，推动金属双极板的应用及质子交换膜燃料电池的商业化具有积极意义。