质子交换膜燃料电池金属双极板制备工艺研究进展.docx

质子交换膜燃料电池金属双极板制备工艺研究进展
质子交换膜燃料电池（ProtonExchangeMembraneFuelCell，简称PEMFC）作为一种高效、清洁的能源转换装置，具有快速起动、高能量转换效率、低操作温度等优点，被广泛应用于汽车、船舶、电力等领域。然而，PEMFC中金属双极板的制备工艺对其性能和可靠性具有重要影响，并且仍面临着一些挑战。本文将综述目前质子交换膜燃料电池金属双极板制备工艺的研究进展。
首先，金属双极板的选择对PEMFC的性能至关重要。常见的金属材料包括铂、钴、镍等，其中铂是最常用的催化剂。然而，铂的高成本和有限资源储量限制了其在大规模商业应用中的应用。因此，研究人员致力于开发替代材料和方法。目前，常见的方法包括合成铂基合金催化剂、负载金属非贵金属催化剂、开发新型催化剂支持材料等。这些方法的研究为提高金属双极板的催化活性和稳定性提供了新的途径。
其次，金属双极板的表面形貌和结构对电化学性能有重要影响。传统的金属双极板采用粉末冶金工艺制备，表面粗糙度较高，导致催化剂的活性面积减小、质子传输受阻。因此，研究人员提出了一系列改进的工艺，包括化学修饰、电化学析出、界面合成等。这些工艺可以有效地调控金属双极板的表面形貌和结构，提高其电化学活性和质子传输速率。
此外，金属双极板的耐腐蚀性也是一个重要的考虑因素。PEMFC中存在的酸性环境和高温条件容易导致金属双极板的腐蚀和失效。因此，研究人员提出了一些抗腐蚀的方法，包括表面涂层、合理的材料选择和添加抗腐蚀剂等。这些方法可以有效地提高金属双极板的耐腐蚀性，延长其使用寿命。
最后，金属双极板制备工艺的优化也是一个研究热点。传统的制备工艺通常耗时且复杂，限制了PEMFC的商业化应用。因此，研究人员致力于寻找新的制备方法，包括纳米颗粒的溶胶-凝胶法、光化学法、电化学沉积法等。这些新工艺可以实现金属双极板的高效制备，提高生产效率和降低成本。
总的来说，质子交换膜燃料电池金属双极板制备工艺的研究进展主要包括金属材料选择、表面形貌和结构调控、耐腐蚀性改善和工艺优化等方面。这些研究为提高PEMFC的性能和可靠性，促进其商业化应用提供了重要的指导和支持。然而，仍然需要进一步的研究来解决金属双极板制备过程中的挑战和问题，推动其在能源领域的广泛应用。