质子交换膜燃料电池双极板用不锈钢的聚苯胺涂层改性

将苯胺单体滴加到硫酸溶液中配制成电解液,采用恒电流法在304不锈钢板表面沉积聚苯胺涂层,通过动电位极化和恒电位极化分析不锈钢板的防腐性能,利用自制的导电性能测试设备分析涂层与不锈钢板的界面接触电阻,探讨聚苯胺涂层用于质子交换膜燃料电池双极板改性的可能性。结果表明,在优化工艺条件下制备的聚苯胺涂层的腐蚀电位和腐蚀电流密度分别为369 mV和0.479μA/cm2,与裸钢相比,腐蚀电位升高536 mV,腐蚀电流密度降低4个数量级。模拟质子交换膜燃料电池的实际工作环境进行恒电位极化曲线测试,分析测试后的溶液离子含量。结果表明,涂层改性不锈钢板的腐蚀电流密度比裸钢低2个数量级,具有很好的耐久性;阳极环境比阴极环境具有更强的腐蚀性。恒电位极化测试前,压力为1.4 MPa时,裸钢和涂层试样的界面接触电阻分别为97和145 mΩ·cm2,腐蚀后涂层试样的界面接触电阻比裸钢的低更多。用聚苯胺改性的不锈钢的防腐和导电性能在一定程度上都能达到目标值,在质子交换膜燃料电池双极板中具有很大的应用潜力。     

Mn1.5-0.5xCo1.5-0.5xCuxO4尖晶石粉体及涂层的制备与性能

采用溶胶-凝胶法制备Mn1.5-0.5xCo1.5-0.5xCuxO4(x=0、0.1、0.2、0.3和0.4,摩尔分数)尖晶石粉体,并将该粉体涂覆在SUS 430合金表面,经高温烧结后制成涂层。研究Cu含量对尖晶石的晶体结构、热膨胀行为和高温电导率的影响,测试Mn1.35Co1.35Cu0.3O4涂层的抗氧化性能。结果表明:随Cu含量增加,Mn1.5-0.5xCo1.5-0.5xCuxO4尖晶石的物相组成由立方-四方复合相逐渐转变为纯立方相。当x=0时,物相为立方-四方复合相;x≥0.2时,物相转变为纯立方相。尖晶石的热膨胀系数(CTE)随Cu含量增加而增大,原本出现在500℃左右CTE降低的现象被抑制。在30~800℃范围内,Mn1.35Co1.35Cu0.3O4尖晶石涂层的CTE与SUS 430不锈钢相匹配(分别为12.45×10-6和12×10-6~12.4×10-6 K-1)。此外,该尖晶石的高温电导率随Cu含量增加而升高,800℃以下电导率均大于1.3 S/cm,符合连接体材料电导率的要求。涂覆Mn1.35Co1.35Cu0.3O4尖晶石涂层后,SUS 430合金在800℃的氧化速率下降87.5%。因此,涂覆Mn1.35Co1.35Cu0.3O4尖晶石涂层的SUS 430合金可以用作固体氧化物燃料电池(SOFC)连接体。     

煅烧气氛对共沉淀法制备超细Co-V-Cr复合粉末形貌与结构的影响

以Co、V、Cr的可溶性氯盐和草酸铵为原料,采用草酸盐共沉淀法制备Co、V、Cr的复合粉末的前驱体,热分解后获得Co-V-Cr复合粉末。通过DSC/TG分析对该前驱体在不同气氛(真空、氩气与氮气)中的热分解过程进行研究,通过扫描电镜观察与比表面积测试,对Co-V-Cr复合粉末的性质进行分析与表征。结果表明,不论在什么气氛下锻炼,所得Co-V-Cr复合粉末的粒径都达到纳米级,分散较均匀,V和Cr完全固溶在Co相中。前驱体合理的煅烧温度为450℃。在氩气气氛下前驱体粉末在421℃时直接分解成Co-V-Cr复合粉末;而在空气中的DSC-TG曲线在366℃出现放热峰,原因是此温度下发生氧化反应,前驱体先分解成Co-V-Cr然后被氧化。在氩气气氛下煅烧得到的Co-V-Cr复合粉末比表面积最大,为41.50 m2/g,粒径最小,平均晶粒尺寸为11~12 nm。