通过为PEMFC双极板应用量身定制调制期来优化WC/a-C纳米多层的腐蚀性能
Dongqing He1, Qianqian Wang1, Jingkun Guan1
1State Key Laboratory of Advanced Processing and Recycling of Non-ferrous Metals, Lanzhou University of Technology, Lanzhou 730050, China.
Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids
|September 11, 2025
概括
为质子交换膜燃料电池 (PEMFC) 优化WC/a-C纳米多层是关键. 5.8纳米调制周期通过提高薄膜密度和减少离子透来增强耐腐蚀性.
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
- 腐蚀工程 腐蚀工程
背景情况:
- 质子交换膜燃料电池 (PEMFCs) 需要坚固的材料来长期运行.
- 在阴极环境中金属元件的腐蚀是一个重大挑战.
- 保护性涂层对于防止基板降解至关重要.
研究的目的:
- 研究WC/a-C纳米多层中调制周期对腐蚀行为的影响.
- 为了确定在PEMFC阴极环境中增强耐腐蚀性的最佳调制周期.
- 了解与纳米多层结构相关的腐蚀机制.
主要方法:
- 在AISI 304不钢基板上沉积WC/a-C纳米多层.
- 在薄膜沉积过程中调制期的系统变化.
- 在模拟的PEMFC阴极环境中进行电化学腐蚀测试.
- 分析薄膜微观结构和腐蚀引起的变化.
主要成果:
- 增加的调制周期导致扩大和密集的柱状边界.
- 更高的调制周期促进了离子透和基板腐蚀.
- 5.8纳米调制周期表现出优越的耐腐蚀性,具有更高的腐蚀潜力和更低的电流密度.
- 在11.5nm调制周期观察到显著的腐蚀,裂和凸起.
结论:
- 调制期对WC/a-C纳米多层的保护性质产生了关键的影响.
- 较短的调制周期 (5.8 nm) 通过提高薄膜完整性来提高耐腐蚀性.
- 优化纳米多层结构对于耐用PEMFC组件至关重要.
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