电泳沉积制备质子交换膜水电解用钛双极板氮化钛涂层

在氮化钛(TiN)悬浮液中加入阳离子聚合物聚乙烯亚胺(PEI),通过阴极电泳将TiN沉积在钛基体上,作为质子交换膜(PEM)水电解双极板(BP)。在1.7 V的高电位PEM电解水体系中研究了不同条件下所制涂层的耐蚀性和导电性。结果表明,当TiN与PEI的质量比为1∶0.14时,在5 V电压下沉积90～300 s可获得无裂纹的均匀涂层。它在0.5 mol/L H₂SO₄+2 mg/L F-的溶液中有一定的耐蚀性,在143.6 N/cm²压力下的接触电阻达到了2.10 mΩ·cm²。     

SPE电解水用多孔扩散层聚苯胺涂层的表面改性

采用酸蚀-恒电流法在多孔扩散层上合成聚苯胺(PANI)涂层,考察了制备条件对涂层接触电阻的影响。通过扫描电镜观察、动电位极化测量、恒电位极化测量、界面接触电阻测量和亲水性测试,研究了PANI涂层的表观形貌、耐腐蚀性能、导电性能和亲水性能。结果表明,在H2SO4浓度为0.75 mol/L,电流为1.0 mA,聚合时间为1 200 s的条件下,PANI涂层界面接触电阻降低至0.45 mΩ·cm2。PANI改性使得钛基体在0.5 mol/L H2SO4+5 mg/L F-的混合溶液中耐腐蚀性提高,且在电解过程中稳定性更好。在1.7 V(相对于标准氢电极)的恒电位极化过程中,PANI涂层明显地降低了界面接触电阻的增长速率。经PANI改性的样品有着更好的亲水性,在电解过程中更有利于水的反应。     

钛双极板表面碳掺杂氮化钛耐腐蚀涂层制备

为改善钛双极板在质子交换膜(PEM)水电解槽环境中的耐腐蚀性能和导电性能，采用电泳沉积-热处理两步法在钛基底表面制备碳掺杂氮化钛(C-TiN)复合保护涂层，并在0.5 mol/L的H₂SO₄和5 mg/L的F^-溶液中模拟PEM水电解槽阳极环境测试其电化学腐蚀性。结果表明，电泳沉积及热处理改善了氮化钛纳米颗粒的连通性，增强了涂层与衬底的粘附力，实现了电子在电活性材料中快速传递。400℃下制备的碳掺杂氮化钛涂层(C-TiN-400℃),其导电性与耐蚀性均得到明显提升；相比于未处理的样品，镀有C-TiN-400℃涂层的样品在146.3 N/cm²压力下的接触电阻可达到2.25 mΩ·cm²。