目标客户

氢燃料电池、制氢储能、金属双极板制造、研发型相关企业

方案核心

● 针对不同类型客户需求，可提供用于金属（Ti和不锈钢）双极板的单体式和连续式镀膜设备和技术工艺解决方案。

 

解决方案及优势 

 　　双极板是氢燃料电池中的核心部件之一，占电池总重量的80%，占电池成本的30%，同时也是制约电池使用寿命的关键因素。所以，为了降低燃料电池组总重量、消减制造成本、提升电池寿命，新型燃料电池极板材料的开发显得尤为重要。理想的双极板具有耐蚀性能优异、价格低廉、质量轻薄以及导电导热性能好的特点，目前，以Ti和SS材料的金属双极板正在逐步取代石墨双极板，成为目前研究和燃料电池应用的主流。
        
        美国能源部（DOE）关于双极板的性能指标要求如下：
        成本：<3$/KW，重量：<0.4kg/KW，腐蚀电流：<1μA/cm²，接触电阻：10m

        与石墨和石墨复合双极板相比，金属双极板的耐腐蚀性相对较差，在PEMFC的强酸（pH3-5）、高温（60-95℃）、高湿环境并有一定的极化电位下运行，金属双极板中溶出的金属离子可能会污染燃料电池的质子交换膜。此外，用作金属双极板的材料，例如不锈钢，钛等，在酸性环境中表面会生成氧化膜，增大金属极板与气体扩散层（GDL）间的接触电阻，降低燃料电池输出性能。因此，研究金属极板表面涂层改性技术，提高金属极板表面导电性和抗腐蚀性能，降低与GDL界面接触电阻，提高燃料电池输出寿命，对于推动燃料电池金属极板的商业化使用，具有重要的理论和实际应用价值。

        金属双极板表面处理涂层主要有贵金属涂层如Au、Pt等，金属碳氮化物如TiN、TiC、CrC、CrN等，以及非晶碳涂层。贵金属材料性能优异，但成本过高。过渡金属碳氮化物具有良好的抗腐蚀能力，但其导电性有待提高。非晶碳涂层中碳原子有sp2和sp3两种杂化类型，同时具有石墨和金刚石的性能，因此具备良好的化学稳定性和致密的组织结构。通过调节非晶碳涂层中sp2和sp3杂化比例，可提高非晶碳涂层的导电性能和抗腐蚀性能，以满足金属极板在PEMFC中使用需求。

        我公司利用5G-CAE和磁控溅射镀膜技术开发的金属双极板表面处理专用非晶碳涂层，涂层厚度均匀性优于±10%，均匀致密。所制备涂层接触电阻＜3mΩ· cm2，电化学测试涂层耐腐蚀性能优异，腐蚀电流小于1μA/cm2，能够满足燃料电池电堆工况环境对涂层导电及耐腐蚀性的要求。

镀膜样品示例