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质子交换膜燃料电池双极板用金属改性的研究
质子交换膜燃料电池（PEMFCs）是一种环境友好、高效率的能源转换器，可以将氢气和氧气转化为电能。PEMFCs的双极板材料是电极上的传质阻力最大的部分之一。因此，改性双极板具有优异的性能对于提高PEMFCs的性能至关重要。本文将探讨PEMFCs双极板金属改性的研究进展。
PEMFCs双极板材料通常是碳纤维材料制成的。碳纤维具有化学惰性、高强度和高导电性等优异的物理化学性质，但其表面对水的亲和力较强，会导致PEMFCs中的水以是液水形式积聚在其表面，限制了氧气的传输，并影响了电子和质子的传输。因此，研究改良碳纤维材料的表面性质来提高液水的去除能力成为了PEMFCs研究的热点之一。
金属改性技术是提高碳纤维双极板表面亲水性的有效方法之一。此方法可以增加碳纤维表面的亲水官能团数量和化学反应活性，从而提高液水的亲和力和移动性。包括铂Pt、铱Ir、镍Ni、钴Co、钯Pd、铁Fe等贵金属和普通金属在内的金属催化剂都可以用于双极板表面改性。因为这些金属都能够提高双极板表面的活性位点数量，增加化学反应活性，并增强化学反应的强度。
铂修饰是金属改性双极板的最初和最广泛的研究方法之一。铂涂层提高了碳纤维双极板表面的电化学反应活性，增加了电荷转移反应的速率，并促进了质子和电子的传输。此外，一些研究表明，铂修饰双极板还可以提高催化剂的稳定性和抗氧化性能，从而延长PEMFCs的使用寿命。
除了铂外，其他金属如钴、镍、银的修饰也被广泛研究。钴修饰碳纤维双极板的研究表明，钴能够提高PEMFCs电化学活性和质子传输速率，进一步提高PEMFCs的性能。镍改性双极板用于PEMFCs的研究表明，镍能够增强双极板表面的亲水性和液水的扩散速率，因此，氧气和质子在双极板表面的传输速率显著提高。银修饰双极板的研究表明，银能够提高催化剂的电化学性能和催化活性，从而增加PEMFCs的输出功率和效率。
虽然金属改性技术在PEMFCs中的应用十分广泛，但是还存在一些问题。首先，金属修饰会增加制备成本。其次，催化剂的使用寿命和稳定性等问题，仍需要进一步解决。因此，未来研究需要深入探讨如何降低金属改性所带来的成本，以及如何提高催化剂的稳定性和抗氧化性。
综上所述，金属改性是提高PEMFCs双极板表面性质的有效方法之一。通过提高碳纤维双极板表面的亲水性，可以增加水的去除能力，提高液水的移动能力，进一步提高PEMFCs的效率和稳定性。未来的研究应该着重解决金属改性带来的成本和催化剂的稳定性问题，以推动PEMFCs技术的发展。