Fe-Mn-Al-Cr合金双极板在模拟PEMFC环境中的电化学性能.pdfVIP

第3l卷第2期 大连交通大学学报 V01．31No．2 2010年4月 JOURNAI，OFDA,LIANJIAOTONGUNIVERSITY Apr．2010 文章编号：1673．9590(2010)02—0041-05 环境中的电化学性能 田如锦，滕颖丽 (大连交通大学材料科学与工程学院，辽宁大连116028) 摘要：采用电化学方法测定一种Fe．Mn—AI-Cr合金在模拟PEMFC环境中的极化曲线以及在PEMFC工 moL／L F一 作电位下的电流密度随时间变化的曲线．结果表明，Fe—Mn—AI—Cr合金在0．05 H：SO。+2mg／L 溶液中呈现明显的活化一钝化转变．在恒电位极化过程中，阴极一侧表面能够形成稳定的钝化膜，钝化 电流密度低于16肚·cm～．而在阳极一侧则产生了大量溶解的金属离子． 关键词：质子交换膜燃料电池(PEMFC)；双极板；Fe—Mn—A1一Cr合金；钝化膜 911．4 中图分类号：TM 文献标识码：A 0 引言 中形成富Al、Cr、O与贫Fe、Mn的钝化膜，加人Al 作为质子交换膜燃料电池(PEMFC)的重要 提高钝化膜中Cr／Fe比，以及增加Cr20，提高钝 多功能组件之一，双极板不仅具有支撑、集流以及 化膜保护性能，耐电化学腐蚀能力与1Crl3不锈 分隔氧化剂与还原剂的作用，而且还能引导氧化 钢相当怫]．但有关其在H：SO。溶液中的电化学行 剂(O：／空气)和还原剂(H：)在电池内电极表面 为的报道相对较少，特别是在模拟PEMFC环 流动．因此，理想的双极板材料具有良好的导电 境中． 性、耐腐蚀性、高机械强度、高气密性、低成本易加 本文选择一种Fe．Mn—A1．Cr合金，采用电化 工等特点．传统的石墨双极板在整个电池组的重 学方法研究其在模拟PEMFC环境中的电化学行 量和成本中占有相当大的比例，正因具备这些突 为，并对其恒电位腐蚀后的表面形貌和腐蚀机理 出特点而有潜力代替石墨，不锈钢从而成为目前 进行分析，探讨其作为双极板材料的可行性． 各国研究者的研究热点。 然而，在PEMFC环境中，不锈钢不足的耐腐1 实验方法 蚀性能以及表面钝化膜与扩散层之间的接触电阻 增加是目前亟待解决的关键问题，这将直接影响 业纯铁、工业纯铝、金属锰和金属铬为原料，由常压 电池组的输出功率和使用寿命．因此，有关金属双 423 感应炉冶炼，锭重约25kg．锭于1 K均匀化处 极板的表面改性研究得以广泛进行¨‘71．尽管这 理1 nlln板材，然后在1000。C固溶处