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质子交换膜燃料电池双极板材料研究进展 被引量：8
1
作者 赵秋萍 牟志星 +2 位作者 张斌 郭军红 杨柳 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2019年第11期52-57,共6页
质子交换膜燃料电池具有高效环保、使用寿命长、操作温度低等特点,发展前景广阔。双极板作为质子交换膜燃料电池的核心部件,对其总体性能、使用寿命影响巨大,因此制备高效率、低成本的双极板对推进其商业化应用具有重要意义。综述了质... 质子交换膜燃料电池具有高效环保、使用寿命长、操作温度低等特点,发展前景广阔。双极板作为质子交换膜燃料电池的核心部件,对其总体性能、使用寿命影响巨大,因此制备高效率、低成本的双极板对推进其商业化应用具有重要意义。综述了质子交换膜燃料电池双极板材料及其表面改性的研究进展,并展望了这些材料的未来发展趋势。 展开更多
关键词 燃料电池 质子交换膜 双极板 表面改性
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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 被引量：5
2
作者 赵秋萍 钱庆一 +2 位作者 张斌 牟志星 张兴凯 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S01期395-399,412,共6页
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... 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。 展开更多
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
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硅烷流量对钛合金双极板表面改性碳膜性能的影响 被引量：4
3
作者 牟志星 张兴凯 +4 位作者 高凯雄 张斌 王兆龙 贾倩 张俊彦 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期76-84,共9页
目的通过对钛合金基底进行表面改性,提高其作为质子交换膜燃料电池(PEMFC)金属双极板的耐蚀导电性能。方法通过等离子体增强化学气相沉积法(PECVD),调控不同的SiH4流量(0~10 mL/min),在钛基底表面制备了含硅非晶碳膜。利用电化学工作站... 目的通过对钛合金基底进行表面改性,提高其作为质子交换膜燃料电池(PEMFC)金属双极板的耐蚀导电性能。方法通过等离子体增强化学气相沉积法(PECVD),调控不同的SiH4流量(0~10 mL/min),在钛基底表面制备了含硅非晶碳膜。利用电化学工作站、界面接触电阻测量仪、水接触角测量仪、纳米压痕仪,分别测试了薄膜的耐蚀性、导电性、疏水性和力学性能。通过拉曼光谱分析了腐蚀前后薄膜内部杂化比变化,并结合扫描电子显微镜和高分辨透射电子显微镜研究了薄膜厚度、腐蚀形貌和内部结构。结果SiH4流量为8 mL/min时,制备的含硅非晶碳膜具有最佳耐蚀性和导电性,该含硅非晶碳膜水接触角为102.91°,硬度为9.28 GPa,弹性模量为60.34 GPa,厚度为2.822μm。其动电位腐蚀电流密度为0.017μA/cm^2,相比钛基底提升3个数量级(80.51μA/cm^2),在1.4 MPa压力下,其界面接触电阻为47.06 mΩ·cm^2。结论硅的引入诱导非晶碳膜生成类石墨烯结构,提高了非晶碳膜的导电性能和耐蚀性能,提升了薄膜的力学性能及疏水性。用含硅非晶碳膜对钛双极板进行表面改性,有望显著提高极板的燃料电池性能。 展开更多
关键词 钛合金 非晶碳膜 金属双极板 表面改性 燃料电池 电化学性能
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液氮激冷对含氢非晶碳膜性能的影响 被引量：3
4
作者 王兆龙 薛勇 +4 位作者 张斌 高凯雄 强力 牟志星 王凯 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期82-88,共7页
采用等离子增强化学气相沉积系统制备了含氢非晶碳膜.加热到相应温度(200、250、300、350和400℃)后,对薄膜进行液氮激冷处理,并研究其结构、机械及摩擦性能的变化.结果表明:薄膜硬度在200~300℃温度下液氮激冷后,其硬度随热处理温度增... 采用等离子增强化学气相沉积系统制备了含氢非晶碳膜.加热到相应温度(200、250、300、350和400℃)后,对薄膜进行液氮激冷处理,并研究其结构、机械及摩擦性能的变化.结果表明:薄膜硬度在200~300℃温度下液氮激冷后,其硬度随热处理温度增加,C-C sp^2键逐渐增加;在350~400℃温度下液氮激冷处理后,薄膜的硬度逐渐减小,薄膜呈石墨化趋势;而其弹性恢复在整个处理过程(200~400℃)中随温度升高持续增大,和C-C sp^2键变化趋势一致.液氮激冷处理后,含氢非晶碳膜的摩擦系数及磨损量均得到改善,在300℃激冷处理的含氢非晶碳膜具备最低的摩擦系数及磨损量. 展开更多
关键词 含氢非晶碳膜 激冷 摩擦 磨损 热稳定性
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