论文摘要
随着现代科技的不断进步及人类对提高环境质量的永恒追求,传统的化石燃料被新一代清洁无污染、可再生的燃料所取代是人类发展的必然趋势,也是人类技术文明道路上的一个不可回避的重大课题。氢能作为新一代能源,有着能量转化率高、对环境完全友好及可再生的特点,一直备受人们青睐。燃料电池（Fuel Cell, FC）作为一种可再生能源的重要形式,具有可将氢能直接转换成电能的独特优点。而可再生燃料电池（Regenerative Fuel Cell, RFC）,因为可以利用太阳能、风能等可再生能源在能源充沛时将能量以氢能的形式储存起来,当需要利用时可直接将氢能的化学能转化为电能,具有转化效率高,完全无污染的特点,因此,在交通、便携式能源系统及航天器的储能和动力源系统等领域都有着广泛的应用前景。双极板在可再生燃料电池中是不可或缺的一部分,电池的绝大部分成本和重量由其所占据,双极板的性能直接影响电池的整体性能。良好的机械加工性能、优异的导电性能及耐蚀性能是衡量双极板性能好坏的标准。因此,提升双极板的性能对燃料电池整体性能的提升有着重要意义。金属由于具有优异的导电及机械加工性能,是双极板的可选材料,但由于金属的导电性来自于其外层自由电子,而耐蚀性能优异的材料需要其自由电子处于被束缚状态,以降低其活性。因此,耐蚀和导电是两个相互矛盾的性能,在众多金属材料中除了贵金属Au、Pt等兼具良好的导电耐蚀性能外,其余金属材料都无法兼得。本文针对可再生燃料电池用钛双极板表面容易产生钝化膜而使得极板表面导电性能迅速降低的问题,使用本实验室自行设计的脉冲偏压电弧离子镀设备,在可再生燃料电池用钛双极板表面沉积了一系列Ti-Ag合金薄膜、TiN-Pd/TiN复合多层薄膜及Ti-N-Ag薄膜,分别从薄膜腐蚀前后的表面形貌观察、相组成表征、接触电阻测试、动电位极化曲线测试以及水接触角测量等几个方面对改性后的薄膜进行了表征与分析。结果表明,所制备的3类薄膜对钛双极板的导电性能和耐蚀性能均有一定提升,其中导电性能提升更为显著,与未做镀膜处理的钛双极板相比,接触电阻降低了一个数量级以上,已超过实际应用标准。
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标签：可再生燃料电池论文; 脉冲偏压电弧离子镀论文; 钛双极板论文; 接触电阻论文; 耐蚀性能论文;