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热处理改性不锈钢用作质子交换膜燃料电池双极板

李映辉  
【摘要】:双极板是质子交换膜燃料电池的关键部件之一,不但影响电池的性能,而且影响电池的成本,成为燃料电池产业化的瓶颈。目前质子交换膜燃料电池的双极板材料主要有两种:一种是石墨或碳板,可以机加工,其优点较明显,电阻小、耐腐蚀性强、质量轻等;但其缺点也很明显,费用高且强度差。另一种是金属板,优点是成本低、强度大、易成型、体积小;缺点是耐腐蚀性差一些,质量大。理想双极板应该结合这些材料的优点:高导电性、耐腐蚀性、强度高、导热性好而且易于加工。 本文提出一种旨在降低双极板的接触电阻并不降低其耐腐蚀性的热处理渗银法。选择价格低廉的304#不锈钢板,酸浸蚀后采用饱和硝酸银乙醇溶液法在不锈钢表面附着硝酸银。在管式炉中进行热处理,银渗入不锈钢表面,形成一个导电网络。最后钝化不锈钢表面,在导电网络间形成钝化区域。在实验过程中,本文主要研究了硝酸银平辅于不锈钢板表面的不同工艺条件、不同热处理条件下不锈钢板与电极间的接触电阻、耐腐蚀性及其表面晶体结构,同时测定了银在不锈钢表面的含量。 结果证明:经过渗银处理的不锈钢板与电极的接触电阻与铜镀银双极板的接触电阻几乎相等,是未处理不锈钢板的1/13。经过钝化处理后,耐蚀性优于未处理的不锈钢板。最佳热处理工艺条件为加热温度760℃,保温时间60分钟。


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