耐腐蚀涂层Cr2N在质子交换膜燃料电池中的应用性能研究

作者：钟佳; 耿赛赛; 王萌; 陈明; 丁夏楠; 杨兆一; 王新东^*

来源：稀有金属与硬质合金, 2020, 48(03): 77-86.

• Cr2N涂层
• 不锈钢双极板
• 耐腐蚀性
• 界面接触电阻
• 接触角
• 质子交换膜燃料电池

采用固体粉末包埋工艺在316L不锈钢双极板上沉积Cr2N涂层,通过动电位和恒电位极化测试研究了Cr2N涂层的耐腐蚀性,并测量了界面接触电阻(ICR)和接触角。结果表明,与316L不锈钢相比,在1 100℃下沉积的Cr2N涂层表现出较好的物相形貌、耐腐蚀性和较低的ICR值;Cr2N涂层的腐蚀电流密度在0.84 V(vs.SHE)下约5.01×10-8 A/cm2,比316L不锈钢低了三个数量级;Cr2N涂层的ICR值在150 N/cm2时为8.7 mΩ·cm2,约为316L不锈钢的1/8;Cr2N涂层致密、平滑、连续,其阻抗和相位角在电解质溶液中变化较小,能够阻止SO■、F-向基底渗透,起到有效的防腐作用。此外,Cr2N涂层还可以改善双极板的疏水性,在沉积Cr2N涂层后,不锈钢双极板的接触角从79.7°提升到105.7°。Cr2N涂层是用于质子交换膜燃料电池的316L不锈钢双极板的理想保护层。

• 单位
  北京科技大学