PEM电解水制氢钛双极板表面Nb基涂层的制备及性能研究
编号:1379
稿件编号:547 访问权限:仅限参会人
更新:2026-04-17 17:49:42 浏览:33次
口头报告
摘要
针对质子交换膜水电解(PEMWE)中钛双极板耐腐蚀性能不足及界面接触电阻(ICR)过高的问题,本研究采用非平衡磁控溅射技术,制备了B掺杂Nb防护涂层及B、C共掺杂Nb涂层,并与未掺杂Nb涂层对比研究了其在模拟PEM电解水环境中的耐腐蚀性与导电性。结果表明:B掺杂诱导形成B-O键和导电B-Nb键,促进了钝化膜致密化,同时降低了ICR;在0.9 A靶电流下制备的Nb涂层具有最低的腐蚀电流密度和最高的极化电阻;进一步B、C共掺杂使涂层晶粒细化、结构更致密,B元素增加NbO2相生成,C元素赋予氧化膜半导体导电特性,抑制高电阻氧化物的过度生长。相比于单一Nb涂层,B掺杂及B、C共掺杂Nb涂层在耐腐蚀性和导电性方面显著提高。同时,其在不同pH环境中的化学稳定性明显改善,随pH升高析氢反应减弱,涂层形成更均匀稳定的复合钝化膜。这是因为B、C掺杂协同优化了涂层的微观结构,其中B-O键的流动填充作用形成保护屏障,导电B-Nb键及NbO2相降低了界面电阻,而C掺杂进一步抑制了高电阻氧化物的形成,从而实现了良好的耐腐蚀与导电性能。
关键字
PEM电解水制氢;双极板;Nb基涂层;耐腐蚀性能;导电性能
稿件作者
吴袭翰
中国科学院兰州化学物理研究所
尚伦霖
兰州化学物理研究所
孟倩
兰州交通大学
张广安
兰州化物所
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