成果简介
本成果属于金属双极板表面处理技术领域，具体是一种质子交换膜燃料电池金属钛双极板表面Ti4O7涂层的制备方法。质子交换膜燃料电池（PEMFC）是最具发展前景的第五代燃料电池之一。其中双极板的重量与成本占总PEMFC的大部分，是非常重要的多功能部件。然而，在PEMFC的内部工作环境温度约为70~80 ℃，且内部溶液中存在SO42-、F-、SO32-、HCO3-等腐蚀性离子，这对金属双极板的性能及使用寿命造成了很大威胁。金属双极板在遇到腐蚀溶液时会在表面生成钝化膜以保护金属基体，但这种钝化膜在提高双极板耐蚀性的同时降低了其表面接触电阻，如何平衡双极板耐蚀性与导电性成为了提升PEMFC性能与寿命的难题。一般来说，在双极板表面制备耐蚀导电的涂层是最有效的解决方法之一。Ti4O7是Magnéli相中导电性最高的物质，其导电性能达到1995 S·cm-1，比石墨高727 S·cm-1。很多研究者提出了关于Ti4O7颗粒、纳米棒、纳米纤维等多种形态的制备方法，但关于Ti4O7涂层的制备方法却寥寥无几，这与Ti4O7相敏感的形成条件有关。已知晓的Ti4O7制备条件大多需要用到H2作为还原剂，温度条件在800 ℃以上，还原时间为3~6 h，苛刻的形成条件限制了Ti4O7涂层的发展。提出一种安全高效，操作过程简单，反应时间短的Ti4O7涂层制备方法是促进Ti4O7涂层在PEMFC双极板腐蚀防护应用上的关键。
应用前景
本发明所要解决的技术问题是质子交换膜燃料电池金属钛双极板表面Ti4O7涂层的制备方法，该方法得到的Ti4O7涂层完整、无明显缺陷，与基体结合紧密，保证了长期使用的稳定性，并且该方法使用的原材料成本低且容易获得，实验操作过程简单安全，没有用到H2等危险气体，实验副产物绿色无害，无CO等有害气体的排放。
成熟度
基础研究
成果展示
图1 所制备的涂层扫描电镜图
知识产权情况
成果完成人
化学化工学院：王艳丽
成果转化，请联系成果与合作处，联系人：刘老师，联系电话：0771-3272162。