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目標(biāo)客戶

氫燃料電池、制氫儲(chǔ)能、金屬雙極板制造、研發(fā)型相關(guān)企業(yè)

方案核心

● 針對不同類型客戶需求，可提供用于金屬（Ti和不銹鋼）雙極板的單體式和連續(xù)式鍍膜設(shè)備和技術(shù)工藝解決方案。

 

解決方案及優(yōu)勢 

 　　雙極板是氫燃料電池中的核心部件之一，占電池總重量的80%，占電池成本的30%，同時(shí)也是制約電池使用壽命的關(guān)鍵因素。所以，為了降低燃料電池組總重量、消減制造成本、提升電池壽命，新型燃料電池極板材料的開發(fā)顯得尤為重要。理想的雙極板具有耐蝕性能優(yōu)異、價(jià)格低廉、質(zhì)量輕薄以及導(dǎo)電導(dǎo)熱性能好的特點(diǎn)，目前，以Ti和SS材料的金屬雙極板正在逐步取代石墨雙極板，成為目前研究和燃料電池應(yīng)用的主流。
        
        美國能源部（DOE）關(guān)于雙極板的性能指標(biāo)要求如下：
        成本：<3$/KW，重量：<0.4kg/KW，腐蝕電流：<1μA/cm²，接觸電阻：10m

        與石墨和石墨復(fù)合雙極板相比，金屬雙極板的耐腐蝕性相對較差，在PEMFC的強(qiáng)酸（pH3-5）、高溫（60-95℃）、高濕環(huán)境并有一定的極化電位下運(yùn)行，金屬雙極板中溶出的金屬離子可能會(huì)污染燃料電池的質(zhì)子交換膜。此外，用作金屬雙極板的材料，例如不銹鋼，鈦等，在酸性環(huán)境中表面會(huì)生成氧化膜，增大金屬極板與氣體擴(kuò)散層（GDL）間的接觸電阻，降低燃料電池輸出性能。因此，研究金屬極板表面涂層改性技術(shù)，提高金屬極板表面導(dǎo)電性和抗腐蝕性能，降低與GDL界面接觸電阻，提高燃料電池輸出壽命，對于推動(dòng)燃料電池金屬極板的商業(yè)化使用，具有重要的理論和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

        金屬雙極板表面處理涂層主要有貴金屬涂層如Au、Pt等，金屬碳氮化物如TiN、TiC、CrC、CrN等，以及非晶碳涂層。貴金屬材料性能優(yōu)異，但成本過高。過渡金屬碳氮化物具有良好的抗腐蝕能力，但其導(dǎo)電性有待提高。非晶碳涂層中碳原子有sp2和sp3兩種雜化類型，同時(shí)具有石墨和金剛石的性能，因此具備良好的化學(xué)穩(wěn)定性和致密的組織結(jié)構(gòu)。通過調(diào)節(jié)非晶碳涂層中sp2和sp3雜化比例，可提高非晶碳涂層的導(dǎo)電性能和抗腐蝕性能，以滿足金屬極板在PEMFC中使用需求。

        我公司利用5G-CAE和磁控濺射鍍膜技術(shù)開發(fā)的金屬雙極板表面處理專用非晶碳涂層，涂層厚度均勻性優(yōu)于±10%，均勻致密。所制備涂層接觸電阻＜3mΩ· cm2，電化學(xué)測試涂層耐腐蝕性能優(yōu)異，腐蝕電流小于1μA/cm2，能夠滿足燃料電池電堆工況環(huán)境對涂層導(dǎo)電及耐腐蝕性的要求。

鍍膜樣品示例