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PEM燃料电池不锈钢双极板的表面改性研究
| 论文题名： | PEM燃料电池不锈钢双极板的表面改性研究 |
| 关键词： | 质子交换膜燃料电池;双极板;不锈钢;表面改性;电动汽车 |
| 摘要： | 质子交换膜燃料电池(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell，PEMFC)是一种清洁的能源转换装置，它可以将燃料与氧化剂的化学能直接转换成电能。具有高功率密度、高能量转换效率、低温启动、环境友好等优点，最有希望成为电动汽车的动力源。大多数PEMFC都是由双极板连接排列成链式结构的。双极板约占整个PEMFC总质量的70％～80％，成本约占总成本的40％～50％。成本太高是PEMFC目前难以商业化应用的主要因素，而且质量比功率和体积比功率较低。不锈钢是目前广泛研究的代替传统石墨板的双极板金属材料。但是，由于较低的耐蚀性与较高的接触电阻，使得PEMFC还不能大规模的商业生产。本文针对金属双极板存在的问题，采用等离子渗扩的方法，从表面改性工艺、渗层成份、组织及耐蚀性与导电性等方面对304SS双极板进行了深入的研究。 为提高不锈钢双极板的耐蚀性、降低界面接触电阻，本文对304不锈钢(0Cr18Ni9)进行等离子渗钼后再进行等离子渗氮复合表面改性，研究了表面改性后的3SS04在模拟PEMFC环境中的电化学腐蚀行为以及界面接触电阻。结果表明，在渗钼试样的分析中，钼的渗层厚度主要决定于加热温度，而受保温时间影响不大；渗层中的主要成份为Fe，Mo；加热温度为870℃、保温时间为4h的试样表现出了优异的耐蚀性。接触电阻方面，加热温度为830℃、保温时间为4h的界面接触电阻最小，表现出了良好的导电性。在渗氮试样的分析中，各个氮化工艺参数均形成大约20μm的渗层，其主要成份这Mo2N，加热温度为600℃、保温时间为4h的氮化试样表现出了良好的耐蚀性，而500℃、4h的试样有着较好的导电性。 |
| 作者： | 朱凤强 |
| 专业： | 载运工具运用工程 |
| 导师： | 孙俊才 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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