一种金属双极板用导电耐蚀银掺杂氮化钛涂层及其制备与应用制造技术

本发明专利技术涉及氢燃料电池金属双极板导电耐蚀涂层技术领域，公开了一种金属双极板用导电耐蚀银掺杂氮化钛涂层及其制备与应用。本发明专利技术一种金属双极板用导电耐蚀银掺杂氮化钛涂层由纯Ti过渡层、银掺杂氮化钛涂层和纯氮化钛覆盖层依次堆叠而成。本发明专利技术提供的一种金属双极板用导电耐蚀银掺杂氮化钛涂层能够将银稳定均匀地分布于氮化钛涂层中，形成导电通路，降低涂层的接触电阻，使氮化钛涂层形成致密结构，增强氮化钛涂层的耐腐蚀性与表面疏水性，其表面接触电阻可达4.18mΩ·cm<supgt;2</supgt;，腐蚀电流密度可达0.59μA·cm<supgt;‑2</supgt;，腐蚀电位可达0.08V，水接触角可达106.70°。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及氢燃料电池金属双极板导电耐蚀涂层，具体而言，涉及一种金属双极板用导电耐蚀银掺杂氮化钛涂层及其制备与应用。

技术介绍

1、氢燃料电池因其理论能量密度是锂离子电池的百倍，且具有清洁环保的特性，被誉为动力电源的终极产品。在低成本制氢、高密度储存、非铂催化等制约氢能电化的关键技术取得工程意义突破后，以氢气(h2)为动力电源的氢燃料电池已在多种运载车辆上展示出其续航里程长、能量补充快等显著优势。

2、以石墨等非金属材料作为双极板的氢燃料电池，其极板体积占比可达50％，质量占比可达70％，对于由数千电对组成的电堆而言，非金属双极板在体积与质量两方面的高占比，成为此类电池竞争运载工具动力电源的难点。为了解决这一问题，研究人员开始探索以金属双极板替代非金属双极板，通过在小于0.5mm金属薄板上压制出导流槽，成功实现了电堆体积和质量的显著降低，这一方法成为将燃料电池用于运载工具等动力电源的最佳路径。

3、然而，金属表面的钝化膜会增大接触电阻，即使是不锈钢材料也不能满足在质子酸环境下长期服役的耐蚀性能要求，因此，如何在降低电堆体积和质量的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种金属双极板用导电耐蚀银掺杂氮化钛涂层，其特征在于，所述金属双极板用导电耐蚀银掺杂氮化钛涂层由纯Ti过渡层、银掺杂氮化钛涂层和纯氮化钛覆盖层依次堆叠而成。

2.根据权利要求1所述的一种金属双极板用导电耐蚀银掺杂氮化钛涂层，其特征在于，所述金属双极板用导电耐蚀银掺杂氮化钛涂层包含以下质量百分含量成分：N：26.3％～39.5％，Ti：57.2％～69.7％，Ag：3.3％～3.9％，余量为不可避免的杂质。

3.一种如权利要求1～2任一项所述的金属双极板用导电耐蚀银掺杂氮化钛涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的制备方法...

【技术特征摘要】

1.一种金属双极板用导电耐蚀银掺杂氮化钛涂层，其特征在于，所述金属双极板用导电耐蚀银掺杂氮化钛涂层由纯ti过渡层、银掺杂氮化钛涂层和纯氮化钛覆盖层依次堆叠而成。

2.根据权利要求1所述的一种金属双极板用导电耐蚀银掺杂氮化钛涂层，其特征在于，所述金属双极板用导电耐蚀银掺杂氮化钛涂层包含以下质量百分含量成分：n：26.3％～39.5％，ti：57.2％～69.7％，ag：3.3％～3.9％，余量为不可避免的杂质。

3.一种如权利要求1～2任一项所述的金属双极板用导电耐蚀银掺杂氮化钛涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述不锈钢基底与ti靶和ag靶之间的距离为80mm～120mm；所述真空腔内的压强为≤5.0×10-3pa；所述等离子体清洗的温度为300～350℃，时间为20min；所述等离子体清洗的参数为：ti靶电流0.3a，ag靶电流0.01a，基底偏压由-100v升至-400v；在所述等离子体清洗期间，不锈钢基底需保持8r/min的转速匀速转动。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫芳园，丁夏利，刘康，吕永卫，
申请(专利权)人：陕西科控技术产业研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：