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燃料电池阴极环境中温度变化对金属极板表面非晶碳涂层腐蚀行为的影响研究

a-C涂层,金属双极板,温度,腐蚀

非晶碳涂层(a-C)具有优异的耐腐蚀性、良好的导电性被广泛用作质子交换膜燃料电池(PEMFC)金属极板上的防护涂层。但在PEMFCs的实际应用过程中，环境因素例如pH值、电位分布、温度等的变化会影响金属极板的导电性和耐久性。因此，本文围绕PEMFCs金属极板表面改性的需求，重点开展了模拟车用工况下金属极板表面非晶碳涂层的腐蚀行为研究，在40，60和80℃的模拟阴极环境下研究温度对a-C改性金属极板导电性和耐久性的影响。研究结果表明，在40，60和80℃的温度范围内，a-C涂层保持了良好的化学稳定性，并提供了较强的保护屏障。a-C涂层改性样品具有稳定的电流密度(2.3 nA/cm<sup>2</sup>-8.7 nA/cm<sup>2</sup>)，界面接触电阻随温度升高从4.36 mΩ/cm<sup>2</sup>增加到9.56 mΩ/cm<sup>2</sup>，满足DOE 2025目标(i<sub>corr</sub><1μA/cm<sup>2</sup>, ICR<10 mΩ/cm<sup>2</sup>)。随着环境温度的升高，SS316L和a-C涂层改性样品的耐蚀性逐渐降低，这是因为温度的升高促进了腐蚀离子(F<sup>-</sup>和H<sup>+</sup>)的活性和迁移率，同时在高温下316L形成的钝化膜具有更高的缺陷密度。<br />