金屬雙極板在模擬DMFC-DMAFC環(huán)境中的電化學(xué)性能研究.pdf

1、雙極板是燃料電池中一個(gè)重要的組成部件。其作用包括分離陰陽(yáng)極流體,分離燃料電池堆中各單片電池,收集電流,及便于電池中的水熱管理。金屬材料由于具備優(yōu)異的機(jī)械性能,化學(xué)穩(wěn)定性,高電導(dǎo)性,高熱導(dǎo)性及易于回收等特點(diǎn)而受到關(guān)注。但是在直接甲醇燃料電池DMFC中,金屬腐蝕產(chǎn)生的金屬離子容易遷移到催化劑和膜表面,毒化催化劑,同時(shí)造成膜的離子導(dǎo)電率降低,最終導(dǎo)致燃料電池性能衰減。直接甲醇?jí)A性燃料電池(DMAFC)由于采用了堿性電解質(zhì)膜,許多在酸性介質(zhì)中無(wú)

2、法使用的非鉑金屬成為可選的催化劑已經(jīng)引起了大家的普遍關(guān)注。雙極板,特別是金屬雙極板作為DMAFC中一個(gè)關(guān)鍵材料對(duì)電池的輸出性能起著重要的作用,其腐蝕性的大小決定了燃料電池的使用壽命長(zhǎng)短。至今很少關(guān)于金屬雙極板應(yīng)用于DMAFC的報(bào)道。本論文采用動(dòng)電位掃描,電化學(xué)阻抗譜和恒電位測(cè)試等電化學(xué)測(cè)試技術(shù),結(jié)合掃描電子顯微鏡(SEM)和能譜分析(EDX),研究了不銹鋼316L在模擬DMFC和DMAFC環(huán)境中的腐蝕行為,并對(duì)電化學(xué)阻抗譜結(jié)果進(jìn)行比較分

3、析。結(jié)果表明金屬雙極板在DMFC環(huán)境中的抗腐蝕性?xún)?yōu)于在DMAFC環(huán)境中。之后探究不銹鋼316L與石墨板在DMAFC環(huán)境中的抗腐蝕性能,恒電位測(cè)試結(jié)果與動(dòng)電位Tafel曲線分析結(jié)果一致,得到不銹鋼316L在模擬DMAFC環(huán)境中的抗腐蝕性能優(yōu)于石墨極板,表明不銹鋼316L有望取代石墨板作為DMAFC的雙極板材料。為進(jìn)一步提高不銹鋼316L的抗腐蝕性能,采用電化學(xué)方法對(duì)不銹鋼進(jìn)行表面處理,通過(guò)電化學(xué)測(cè)試及表面形貌分析,得到不銹鋼316L經(jīng)表面