交通污染對環(huán)境的影響很大,所以我們需要清潔高效的燃料電池汽車對其改良。燃料電池汽車中的關(guān)鍵裝置燃料電池是在不需要燃燒的前提下就可以直接把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。在燃料電池中,質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）因為具備比功率高、低溫啟動速度快、高壽命等原因被廣大研究員青睞,擁有廣泛的商業(yè)化前景。雙極板是PEMFC的關(guān)鍵組件,它的好壞決定著PEMFC工作壽命、輸出功率等性能的優(yōu)良。在PEMFC工作環(huán)境中鈦金屬雙極板的接觸電阻較大,而對雙極板進(jìn)行表面改性則是解決這一問題的良方之一。本文采用雙輝光等離子表面改性技術(shù)在鈦金屬TA1表面制備了 Zr改性層和ZrC改性層。首先使用控制變量法探究了制備Zr-TA1和ZrC-TA1雙極板的合理工藝參數(shù)。之后探究了 Zr-TA1和ZrC-TA1板的表面組織形貌和元素變化,并且在對雙極板的耐腐蝕性能、極化前后導(dǎo)電性能、疏水性能、穩(wěn)定性能等性能進(jìn)行了分析對比。結(jié)果表明Zr-TA1和ZrC-TA1雙極板的表面均勻、平整、致密且沒有明顯的缺陷。改性層的厚度為3μm左右,擴(kuò)散層厚度為1μm左右。在模擬PEMFC陰極和陽極環(huán)境中對Zr-TA1和ZrC-TA1板進(jìn)行了動電... 

【文章來源】：大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．３鄧輝光等離子改性技術(shù)原理圖??Ｆｉｇ．?１．３?Ｄｏｕｂｌｅ?ｇｌｏｗ?ｐｌａｓｍａ?ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ??

本文主要對Ｚｒ－ＴＡｌ與ＺｒＣ－ＴＡｌ雙極板在模擬ＰＥＭＦＣ環(huán)境的動電位與恒電位極化??曲線進(jìn)行測試。動電位極化曲線顯示了在模擬ＰＥＭＦＣ環(huán)境中樣品的腐蝕電流密度隨電??極電位的變化規(guī)律。圖２．２是典型動電位極化曲線的示意圖，它能夠分列出包括過鈍化??區(qū)、穩(wěn)定鈍化區(qū)、過渡區(qū)和活化區(qū)在內(nèi)的各個區(qū)域。其自腐蝕電位在＾和維鈍電流密度??／ＰＰ等皆是研究金屬電化學(xué)性能的重要數(shù)據(jù)。樣品的自腐蝕電位及。ｒｒ越大和致鈍電流／ＰＰ??越小，樣品就越容易鈍化，它的耐腐蝕性也就更強(qiáng)。如果在表面處理之后樣品在ＰＥＭＦＣ??環(huán)境中位于鈍化區(qū)，它的腐蝕速度會較低，說明樣品的耐腐蝕性被增強(qiáng)了。在實驗開始??時會先在幵路電壓下穩(wěn)定３０ｍｍ左右并記錄開路電壓，然后會在開路電壓減去２００ｍＶ??的電位下進(jìn)行動電位極化曲線實驗，實驗的終止電極電位是１．２Ｖ并且掃描速率是ｌｍＶ??ｓ＇除了動電位極化曲線測試之外，我們還進(jìn)行了恒電位極化曲線測試，恒電位極化曲??線會顯示在模擬ＰＫＭＦＣ環(huán)境中，電極電位確定的情況下，樣品的腐蝕電流密度和測試??時間的變化情況［９５］。在ＰＥＭＦＣ的實際工作情況中，雙極板陰極側(cè)和陽極側(cè)的電位分別??是０．６Ｖ與－０．１Ｖ。所以在恒電位極化曲線測試中，將恒定電位分別設(shè)置為－０．１Ｖ（ｖｓ．?ＳＣＥ）??和０．６Ｖ?（ｖｓ．?ＳＣＥ）來測量試樣的腐蝕電流密度，恒電位測試時間是４個小時。在電化??學(xué)腐蝕方向，恒電位極化測試一般用來表征樣品的鈍化行為和評價樣品的穩(wěn)定性［％１。??／（?活化區(qū)過渡區(qū)穩(wěn)定鈍化區(qū)?過鈍化區(qū)??－ｉ－－＾?！??，ｉ／Ｌｐ??邐?ｐ?，?？?？?—＊?？?？?．?？了?？?＾丨?１?＇?＊??＊???Ｅｐｐ?Ｅｐ

２．?３．?２接觸電阻測試??使用了?Ｗａｎｇ等使用的方法對樣品在不同壓應(yīng)力下和碳紙間的接觸電阻進(jìn)行測??試，測量的方法和原理如圖２．３?（ａ）?－?（ｂ）所示。這個接觸電阻測試裝置是將樣品夾在??兩張?zhí)技垼ǎ裕牵校龋梗埃埃┲虚g，之后兩側(cè)會夾著兩塊導(dǎo)電性優(yōu)異的銅塊，在銅塊上面焊??有銅導(dǎo)線來連接電化學(xué)工作站和壓力傳感器，并且壓力的變化（２０Ｎ－２４０Ｎ）會由ＭＣＫ－??Ｃ型的壓力傳感器來顯示。除此之外，在接觸電阻測試實驗中電流是恒定的（ｉ〇〇ｍＡ）。??最后，實驗中會改變壓應(yīng)力的大小并且記錄電路中電勢的變化。??（ａ）?Ｐｒｅｓｓｕｒｅ?（ｂ）?｜Ｐｒｅｓｓｕｒｅ????Ｃｕ????Ｃｕ??Ｃａｒｂｏｎ?ｐａｐｅｒ??（ａ）?‘?？?（ａ）?Ｃａｒｂｏｎ?ｐａｐｅｒ??—ｐａｐｅｒ?Ｊ????Ｃｕ?????Ｃｕ????ＩｒＬｓｉｉｌａｉｏｒ?Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ??Ｐｒｅｓｓｕｒｅ?｜?Ｐｒｅｓｓｕｒｅ??圖２．?３接觸電阻測量原理圖??Ｆｉｇ．?２．３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌ?ｃｏｎｔａｃｔ?ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ?ｔｅｓｔ??在實驗中，整個回路的電阻Ｒｌ可以用以下方法計算：??Ｒｉ?＝?Ｖｉ?Ａｓ?／?Ｉｉ?（２－１）??在式（２－１）中，Ｒｉ是電流回路的電阻，Ｖｒ是整個電流回路的電勢降低值，ｈ為電??源產(chǎn)生的恒電流值，Ａｓ為樣品與碳紙之間的接觸面積。同時Ｒ，也可以用下式來表示：??Ｒｉ?＝?２?（Ｒ〇ｕ?＋?Ｒｃ?＋?Ｒｃ／ｃｕ?＋?ＩＣＲ）?＋?Ｒ：?（２－２）??在式（２－２）中，Ｒｃ和ＲＣｕ分別為碳紙和銅塊本身

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3275255