燃料电池双极板

燃料电池双极板涂层

双极板是氢燃料电池电堆中的关键部件，与膜电极、集流板、绝缘板、端板等组成电堆。一般而言，在电堆成本构成中，双极板约占 30%-40%。

       双极板被称为是氢燃料电池的 " 骨架 "，其作用主要是支撑膜电极、将氢气和氧气输送至膜电极并确保其能均匀分布充分反应，同时收集电流，完成散热，排出电池反应中生成的水。因此，理想的双极板需要具备导热性好、导电率高、接触电阻低、气密性高、机械强度高、耐腐蚀、易加工成本低等性能特点。

        随着SOFC技术的不断成熟及电解质材料制备工艺的进步，使电堆的运行温度可降低至600～800℃，传统石墨材质双极板又呈现制作周期长、抗压性差、厚度大的缺点，因此金属材料成为代替传统陶瓷材料被广泛用作SOFC的连接体，铁素体不锈钢(Fe—Cr合金)，由于其具有成本低廉、优异的抗氧化性能、热膨胀系数与SOFC其它组件热膨胀匹配良好等诸多优点，而作为平板式SOFC金属连接体被广泛研究，如SUS430，Crofer22 APU，X10CrAll8和ZMG232等。

        然而，在高温氧化环境下长期服役不锈钢连接体仍然会被氧化，在其表面形成一层氧化层，导致连接体界面电阻的增加，使电堆表现出明显的性能衰减．此外，不锈钢巾的Cr元素在长期的高温环境下会向表面扩散，在阴极气氛下被氧化为Crl0。及挥发性Cr(()H)。，其中挥发性Cr”进入三相反应区会形成低活性相．导致阴极毒化，造成SOFC电堆性能衰减。因此，需要在不锈钢连接体表面制备一层防护涂层，以大幅降低Cr的氧化和挥发性Cr叶的产生。

        法拉帝公司与某研究所共同研发的特殊涂层，可以使双极板在具备优异抗氧化性能和防腐性能的同时兼具良好的导电率，其涂层电导率超过10 S／cm。