质子交换膜燃料电池金属双极板表面碳基防护镀层研究进展

赵秋萍¹，钱庆一^1,2，张斌²，牟志星¹，张兴凯²

1. 兰州理工大学石油化工学院2. 中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室

摘 要：质子交换膜燃料电池作为第五代燃料电池,因具有工作温度低、启动速度快、功率密度高等优点而引起了人们的广泛关注。双极板在质子交换膜燃料电池中扮演着重要角色。石墨因具有良好的化学稳定性和导电性,一度被广泛用于制备双极板。但石墨双极板存在制造成本高和材质脆等不足,近年来逐步被金属双极板所代替。与石墨双极板相比,金属双极板虽然具有良好的力学性能、易加工性和低渗透性等优点,但其易在酸性工作环境中发生腐蚀,且产生的腐蚀产物会毒化催化剂,使燃料电池的性能变差。通过在金属双极板表面制备防护镀层,可显著提高金属双极板的耐蚀性和导电性,进而延长燃料电池的使用寿命。其中,碳基防护镀层具有较理想的耐蚀性和可调控的导电性,且成本较低,有望规模化应用于金属双极板表面。本文介绍了近年来金属双极板用石墨、导电聚合物、石墨烯、非晶碳等碳基防护镀层的研究进展。

关键词：质子交换膜燃料电池;双极板;碳基镀层;耐蚀性;导电性;