質(zhì)子交換膜燃料電池不銹鋼雙極板表面改性研究

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1、ＴＭ９１１學(xué)校代號(hào)：１０１５０分類號(hào)：ＵＤＣ：５４１．１３６：公開學(xué)號(hào)：２０１５２００４密級(jí)義蓋交邊乂＃碩士學(xué)位論文質(zhì)子交換膜燃料電池不銹鋼雙極板表面改性研宄ＳｕｒｆａｃｅＭｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＳｔａｉｎｌｅｓｓＳｔｅｅｌＢｉｏｌａｒＰｌａｔｅｓｆｏｒＰＥＭＦＣｐ論文編號(hào)：學(xué)科門類：ｘ，ｆ專業(yè)名稱：材料科學(xué)與工程研究方向：材料電化學(xué)申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：論文答辯日期：２０１８年月日學(xué)位授予單位：大連交通大學(xué)大連交通大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的

2、研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝及參考文獻(xiàn)的地方外，論文中不包含他人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為蕕得大連交通大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料一。與我同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示謝意。本人完全意識(shí)到本聲明的法律效力，申請(qǐng)學(xué)位論文與資料若有不實(shí)之處一，由本人承擔(dān)切相關(guān)責(zé)任。學(xué)位論文作者簽名：日期：＞〇公年殳月日／以大連交通大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書水學(xué)位論文作者完全了解大連交通大學(xué)有關(guān)保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)及保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：研究生在校攻讀學(xué)位期間論文

3、工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)單位屬大連交通大學(xué)，本人保證畢業(yè)離校后，發(fā)表或使用論女工作成果時(shí)署名單位仍然為大連交通大學(xué)。學(xué)校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件及其電子文檔，允許論文被查閱和借閱。水人授權(quán)大連交通大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入學(xué)校有關(guān)數(shù)據(jù)庫和收錄到《中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》、《中國優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》進(jìn)行信息服務(wù)，也可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存或匯編本學(xué)位論文。（保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定）：學(xué)位論文作者簽名：導(dǎo)師簽名〇日期：＞／紀(jì)年泛月／／日日期：年ｆ月／彡日摘要摘要一雙極板是

4、燃料電池核心部件之?，F(xiàn)階段石墨雙極板性能優(yōu)異，但體積較大不適于轎車等小型車使用，金屬雙極板體積比功率密度高，有著更好的實(shí)際應(yīng)用前景。本文對(duì)３１６Ｌ不銹鋼雙極板進(jìn)行了兩種不同的表面改性研究。（１）不銹鋼雙極板表面Ｔ：，ｉＣ改性研究如下首先把不銹鋼表面進(jìn)行粗糙度調(diào)整然后利用磁控濺射的方法物理氣相沉積Ｃｒ以及Ｔｉ，最后保持鈦靶濺射的同時(shí)通入ＣＨ４，利用物理氣相沉積和化學(xué)氣相沉積結(jié)合的方法制備改性涂層。當(dāng)氬氣與甲烷流量比為１：１．５時(shí)，涂層是以ＴｉＣ為主、少量石墨和Ｔｉ為輔的混合物，且性能最好。其接觸電阻．２降至１３．３ｍＱｃｍ比改性前降低了．，１５６倍動(dòng)電位、恒電位

5、極化曲線測(cè)試結(jié)果均接近；°■商用樣品．．。，耐蝕性良好觸角為１３２８優(yōu)于商用樣品的９９１；接（２）不銹鋼雙極板表面噴涂改性研宂如下：首先把碳粉與ＰＶＤＦ的吡咯烷酮混合°°液噴涂于８０Ｃ的經(jīng)過粗糙度調(diào)整的不銹鋼雙極板上，然后再對(duì)噴涂板進(jìn)行３３０Ｃ熱處理，最終制得不銹鋼改性雙極板。改性雙極板樣品進(jìn)行了性能測(cè)試，并與商用樣品對(duì)比。含碳量為７０％的樣品性能最好．接觸角達(dá)到，其接觸電阻僅為１７接近商用樣品；°－１３９．２．．，優(yōu)于商用樣品１３５Ｖ，高于商用樣品的００６８Ｖ，經(jīng)擬合后；腐蝕電壓達(dá)到０２２腐蝕電流密度從３９．８１Ａ／ｃｍ降低到１．７２ｉＡ／ｃｍ１４４００

6、ｓ后電流為２．２５０ｎ＾；恒電位極化Ａ２２Ｈ／ｃｍ，接近商用樣品的２．２０８ｎＡ／ｃｍ：改性涂層顯氣孔率較低，對(duì)耐蝕性以及結(jié)合力影響不大。含碳量７０％樣品的改性涂層結(jié)構(gòu)致密、均勻，經(jīng)恒電位極化后，形貌未發(fā)生明顯改變。噴涂方法制備的含碳量為７０％的不銹鋼改性雙極板具有制備簡(jiǎn)單、原料少且一易得、接觸電阻較小、耐蝕性好、疏水性優(yōu)異等特點(diǎn)，為商業(yè)化提供定基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：質(zhì)子交換膜燃料電池；雙極板；不銹鋼；電化學(xué)；碳化欽Ｉ摘要ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｂｉｐｏｌａｒｐｌａｔｅｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｃｏｒｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆａｆｕｅｌｃ

7、ｅｌｌ．Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ，ｔｈｅｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｒａｈｉｔｅｄｏｕｂｌｅｏｌｅｉｓｅｘｃｅｌｌｅｎｔｂｕｔｔｈｅｖｏｌｕｍｅｉｓｎｏｔｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｔｈｅｕｓｅｐｇｐｐ，ｏｆｓｍａｒｓ．ｒｄｅｎｓｉｍｅｉｌａｒｌａｅａｎｄｈｓａｒｉｃａｌｌｌｃａＴｈｅｐｏｗｅｔｙｏｆｔａｌｂｐｏｐｔｉｓｈｉｇｈ，ｉｔａ