段良涛, 张东明, 郭 路, 王再义

(武汉理工大学 材料复合新技术国家重点实验室，武汉430070)

质子交换膜燃料电池钛基双极板多弧离子镀TiN膜的腐蚀行为

段良涛, 张东明, 郭 路, 王再义

(武汉理工大学 材料复合新技术国家重点实验室，武汉430070)

为了增强钛金属双极板的耐腐蚀性能，通过多弧离子镀膜技术在钛基双极板表面镀一层TiN，对薄膜的表面形貌，晶体结构与耐腐蚀性能之间的关系进行研究。结果表明：镀有TiN膜样品的耐腐蚀性能比未镀膜样品的有明显提高，其腐蚀电流密度最低可达201 µA/cm2。测试其动电位极化曲线和恒电位极化曲线发现，样品的耐腐蚀性能与薄膜的晶体结构以及表面颗粒和孔洞有密切的关系。适当的晶体择优取向有利于提高样品的耐腐蚀性能，而表面的颗粒和孔洞对样品的长期耐腐蚀性有很大影响。通过能谱分析发现，腐蚀后的样品表面发生了氧化。

质子交换膜燃料电池；钛基双极板；多弧离子镀；耐腐蚀性；TiN膜

质子交换膜燃料电池(PEMFC)作为一种新型的能源装置，具有高效、无污染等特点，目前受到来自国内外各研究机构和汽车公司的青睐[1−4]。PEMFC以氢气为主要燃料，与以往的内燃机动力不同，它主要利用氢气与氧气反应生成水产生的化学能转变为电能，排出的只是水蒸气，不含二氧化碳等温室气体[5]。与目前提倡的低碳经济不谋而合，是一种具有广泛应用前景的能源动力装置。

双极板作为PEMFC的核心部件之一，在燃料电池中起着支撑、集流、导电和隔离分配反应气体的作用[6−7]。……