一种非真空涂层工艺,通过对多层层战略的协同控制,完全实现双极板的技术目标

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:

• 燃料电池中的不钢腐蚀增加了接触阻力,降低了性能.
• 传统的涂层方法,如物理蒸汽沉积 (PVD) 是昂贵的,需要高真空.
• 对不钢的保护涂层需要具有成本效益,可扩展的方法.

研究的目的:

• 开发一种具有成本效益的湿化学工艺,用于不钢的均,大面积的涂层.
• 为了提高对质子交换膜燃料电池应用的耐腐蚀性和电导率.
• 为了满足美国能源部对燃料电池组件的技术目标.

主要方法:

• 一个完整的湿化学工艺,使用导电元件,塑料添加剂和表面活性剂.
• 用多层石墨和聚烯球组成的涂层组件,装满氧化物 (ITO) 纳米颗粒.
• 在模拟的质子交换膜燃料电池操作环境下进行测试.

主要成果:

• 达到0.52μA/cm2的腐蚀电流密度,具有99.8%的保护效率.
• 证明的界面接触电阻低于10 mΩ·cm2 (3.4 mΩ·cm2 在165 N/cm2).
• 增强表面疏水性,接触角度从48°增加到110°.

结论:

• 开发的湿化学方法为不钢提供了优越的耐腐蚀性和电导率.
• 创新的涂层策略符合美国能源部对燃料电池性能的主要目标.
• 这种方法为燃料电池技术中耐用且具有成本效益的碳基涂层提供了一个有希望的途径.