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题名过渡金属氮化物PEMFC双极板涂层研究进展
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作者
陈栋
党博
杨凯
孟祥乐
魏东博
李淑琴
张平则
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机构
南京航空航天大学材料科学与技术学院
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出处
《表面技术》
北大核心
2025年第3期39-61,共23页
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文摘
双极板是构成质子交换膜燃料电池(PEMFC)的关键部件之一,具有导热导电、分配反应气体等重要作用,但在酸性工况下易被腐蚀,影响其长期稳定性。通过在金属双极板表面制备涂层来提高其性能是一种具有很大潜力的方法。过渡金属氮化物的晶体结构由于存在共价键、离子键和金属键,使其具有优异的耐腐蚀性、出色的导电导热性和疏水性,在提高PEMFC双极板服役性能方面具有很大的发展前景。首先介绍了不同种类的单层过渡金属(Nb、Cr、Ti等)氮化物涂层的组织结构,研究了不同物相组成对涂层相关性能的影响。此外制备工艺的种类以及相关工艺参数同样会影响过渡金属氮化物涂层的使用性能,如沉积偏压会影响涂层晶粒大小和致密度。随后综述了多层涂层以及异原子掺杂涂层的相关研究,发现其阻断了柱状晶生长,往往具有比单相涂层更优异的耐腐蚀性能;介绍了过渡金属氮化物涂层常用的制备工艺,包括真空蒸镀、磁控溅射和多弧离子镀技术等。最后对过渡金属氮化物PEMFC双极板涂层进行了总结,指出了目前研究的不足以及未来的研究方向。
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关键词
过渡金属氮化物涂层
双极板
质子交换膜燃料电池
耐腐蚀性
导电性
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Keywords
transition metal nitride coating
bipolar plate
proton exchange membrane fuel cell
corrosion resistance
conductivity
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分类号
TG172
[金属学及工艺—金属表面处理]
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