以ZrN为基础的多层,通过反应喷涂制备,作为质子交换膜水电解器电极板的涂层
Jon Aizpuru1,2, Eva Céspedes1, José Luis Gómez de la Fuente2
1Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM), Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Madrid 29049, Spain.
ACS applied materials & interfaces
|November 20, 2024
概括
不钢上的化 (ZrN) 和化 (TiN) 涂层对质子交换膜水电解剂双极板具有前景. 优化的ZrN/TiN/ZrN三层显示出出色的电化学特性,表明它们作为耐用电极的潜力.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 表面工程是什么?表面工程是什么?
背景情况:
- 质子交换膜 (PEM) 水电解器对于绿色生产至关重要.
- 双极板是PEM电解器的关键组件,需要耐腐蚀和导电材料.
- 不钢是一种具有成本效益的基材,但对于恶劣的电解环境需要保护性涂层.
研究的目的:
- 研究ZrN和TiN薄膜作为不钢双极板的保护和导电涂层.
- 为了优化ZrN和TiN薄膜的沉积参数,使用反应磁铁喷射.
- 评估涂层不钢的结构,电气,构成,光学和电化学特性.
主要方法:
- 在不钢上对ZrN和TiN薄膜进行反应磁铁喷涂.
- 使用X射线衍射,4-探针范德保夫电阻,拉瑟福反射,光学反射和拉曼光谱进行了表征.
- 电化学测试,包括腐蚀电流密度测量.
主要成果:
- 优化的沉积参数产生了具有理想结构和电气性能的ZrN和TiN薄膜.
- 在AISI-304不钢上采用的ZrN/TiN/ZrN三层涂层显示了较低的腐蚀电流密度.
- 涂料表现出良好的组合,电气和光学特性,与双极板应用相关.
结论:
- 在PEM水电解应用中,ZrN和TiN薄膜是不钢的有效涂层.
- 优化的ZrN/TiN/ZrN三层显示出作为双极板的成本效益高的电极材料的巨大潜力.
- 进一步的研究可以集中在运行条件下的长期稳定性和性能上.
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