[发明专利]一种提高燃料电池用镀碳化铬不锈钢双极板耐蚀性的方法

说明书

技术领域

本发明属于质子交换膜燃料电池技术领域，尤其涉及不锈钢双极板，特别涉及表面镀有碳化铬涂层的不锈钢双极板。

背景技术

双极板是燃料电池关键部件之一，它一般包括极板和流场。现有技术中，为解决薄层不锈钢双极板在PEMFC环境下存在的腐蚀问题，有对薄层不锈钢双极板进行表面改性处理的方法。国内外公开的文献中，这方面的研究集中在贵金属镀层和利用多弧镀膜技术制备导电涂层上。碳化物涂层由于具有诸多优点已在质子交换膜燃料电池双极板的表面改性中应用，但由于制备技术的限制，该膜层总存在一些微孔，导致改性后双极板的耐蚀性还存在一定的问题。因此，提高镀碳化物不锈钢双极板在电池环境下的耐蚀性，又不影响其电性能是本领域的一个需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高镀碳化铬不锈钢双极板耐蚀性的方法。

本发明的技术方案是：一种提高质子交换膜燃料电池镀碳化铬不锈钢双极板耐蚀性的方法，包括将镀碳化铬不锈钢双极板进行脱油、脱脂处理和钝化处理，其特征在于所述钝化处理是将经过脱油、脱脂处理的碳化铬不锈钢双极板置于CeCl₃+H₂O₂的钝化液中处理，然后冲洗、吹干得到钝化后的镀碳化铬不锈钢双极板。

本发明所述一种提高燃料电池用镀碳化铬不锈钢双极板耐蚀性的方法，其特征在于所述CeCl₃+H₂O₂的钝化液中CeCl₃的浓度范围为5g/L～9g/L；H₂O₂的浓度范围为：9.79mmol/L～58.76mmol/L。

本发明所述一种提高燃料电池用镀碳化铬不锈钢双极板耐蚀性的方法，其特征在于所述钝化处理的钝化液的温度为20℃～30℃。

本发明所述一种提高燃料电池用镀碳化铬不锈钢双极板耐蚀性的方法，其特征在于所述镀碳化铬不锈钢双极板在钝化液中钝化处理的时间为15min～25min。

本发明具有如下有益效果：

1、经本发明处理后镀碳化铬不锈钢双极板在模拟质子交换膜燃料电池阴阳极环境中的腐蚀电流密度显著降低。

2、本发明仅对不锈钢双极板表面镀膜进行钝化处理，不改变极板的主体，因而不影响其机械强度。

3.本发明利用含稀土离子的溶液对镀碳化铬不锈钢双极板进行钝化，制备工艺简单，加工成本低，对降低质子交换膜燃料电池双极板的生产成本、加速其商业化进程具有重要的实际意义。

4．本发明使用的化学钝化液不含有毒、有害离子，不会造成污染。

5．本发明具有广泛的应用前景。将镀膜后的不锈钢双极板直接在溶液进行简单钝化，能显著提高不锈钢双极板的耐蚀性，可批量生产，对即将进入商业市场的燃料电池而言，具有广阔的应用前景。本发明适用于低温燃料电池用镀膜不锈钢双极板的表面改性，特别适用质子交换膜燃料电池薄层镀碳化铬不锈钢双极板的表面改性。

附图说明

本发明有附图二幅，其中

图1是用本发明的方法改性处理的镀碳化铬不锈钢双极板和不做钝化处理的镀碳化铬不锈钢双极板在模拟电池阳极环境（温度80℃，腐蚀液0.5mol/LH₂SO₄+2ppmF^-溶液，连续通H₂）中的极化曲线对比图。

图2是用本发明的方法改性处理的镀碳化铬不锈钢双极板和不做钝化处理的镀碳化铬不锈钢双极板在模拟电池阴极环境（温度80℃，腐蚀液0.5mol/LH₂SO₄+2ppm F^-溶液，连续通空气）中的极化曲线对比图。

附图中，黑色矩形点的曲线是未经过处理的镀碳化铬不锈钢双极板的极化曲线，其余曲线，均是采用本发明的方法钝化处理后的镀碳化铬不锈钢双极板的极化曲线。

具体实施方式

钝化液为CeCl₃+H₂O₂钝化液，钝化液中CeCl₃的浓度范围为5g/L～9g/L，H₂O₂的浓度范围为：9.79mmol/L～58.76mmol/L。钝化液的温度为20℃～30℃。处理时间为15min～25min。