通过氧化工程平衡纳米级无形碳层中的耐腐蚀性和电子导电性
Qian Hu1, Xian-Zong Wang1, Pengfei Guo1
1School of Materials Science and Engineering, Northwestern Polytechnical University, Xi'an 710072, P. R. China.
Nano letters
|October 2, 2025
概括
在用于质子交换膜燃料电池 (PEMFCs) 的双极板上创建氧化无形碳 (a-C) 层可以显著提高耐腐蚀性,同时保持基本的电子导电性.
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
- 表面工程是什么?表面工程是什么?
背景情况:
- 质子交换膜燃料电池 (PEMFC) 需要具有高导电性和耐腐蚀性的双极板 (BPs).
- 商用无形碳 (a-C) 涂层的BP由于高电位的腐蚀而损失导电性.
研究的目的:
- 为C/Ti双极板开发氧化a-C涂层,以减轻腐蚀,同时保持电子导电性.
- 为了研究受控氧气合并对a-C涂料的电化学性能的影响.
主要方法:
- 在C/Ti基板上制造氧化a-C涂层.
- 电化学表征,包括潜在动力极化和电化学阻抗光谱学.
- 分析涂层特性,例如氧化状态和层厚度.
主要成果:
- 氧化的a-C涂层显示出1.36V的正转受电位,有效地减轻了连续溶解.
- 控制的氧气纳入降低了离子吸附能量,并改变了价值带最大值 (VBM).
- 该涂层通过电子道化保持了相当大的导电性 (≤30%的氧化状态,≤15纳米的氧化层),性能优于传统的a-C涂层.
结论:
- 控制a-C涂层的氧化是一种可行的策略,以平衡PEMFC双极板的耐腐蚀性和导电性.
- 开发的涂层为PEMFC应用提供了增强的耐用性和性能.


