隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,能源問題逐漸被各國所重視。由于石油、煤炭等傳統(tǒng)的化石資源過度開發(fā)和使用,導(dǎo)致了能源的枯竭和環(huán)境的惡化。因此,開發(fā)無污染、可再生的新型能源已經(jīng)成為了當(dāng)下的研究熱點。燃料電池是把化學(xué)能直接連續(xù)轉(zhuǎn)化為電能的高效、環(huán)保的發(fā)電系統(tǒng),是繼水電、火電和核電之后第四種發(fā)電裝置。其中,質(zhì)子交換膜燃料電池有著壽命長、比功率和比能量高、室溫下啟動速度快等優(yōu)點,在軍事、交通以及便攜式能源等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景,被認(rèn)為是適應(yīng)未來能源與環(huán)境要求的理想動力源之一。雙極板是質(zhì)子交換膜燃料電池核心部件之一,占據(jù)了電池組很大一部分的質(zhì)量和成本,且其具有均勻分配反應(yīng)氣體、傳導(dǎo)電流、串聯(lián)各單電池等功能。為了滿足這些功能,理想的雙極板應(yīng)具有高的導(dǎo)熱\電率、耐蝕性、低密度、良好的力學(xué)性能,以及低成本、易加工等特點。但目前生產(chǎn)的雙極板存在耐蝕性和導(dǎo)電性匹配性差、生產(chǎn)成本高和壽命短等問題。如何實現(xiàn)雙極板材料的導(dǎo)電性和耐蝕性的合理匹配,即在保證導(dǎo)電性合理的前提下,實現(xiàn)高的耐蝕性,保障整個體系的服役壽命是燃料電池商業(yè)化的關(guān)鍵。常見雙極板材料,如金屬、石墨和復(fù)合材料,在質(zhì)子交換膜燃料電池環(huán)境中無法同時兼顧高強、導(dǎo)電、... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
1 緒論
    1.1 燃料電池
        1.1.1 燃料電池的工作原理
        1.1.2 燃料電池的分類
    1.2 質(zhì)子交換膜燃料電池的優(yōu)點
    1.3 質(zhì)子交換膜燃料電池組成及工作原理
        1.3.1 質(zhì)子交換膜燃料電池的組成
        1.3.2 質(zhì)子交換膜燃料電池的工作原理
    1.4 質(zhì)子交換膜燃料電池雙極板
    1.5 雙極板的分類及研究進展
        1.5.1 金屬雙極板材料
        1.5.2 金屬雙極板基體材料
        1.5.3 金屬雙極板涂層材料
        1.5.4 石墨雙極板材料
        1.5.5 復(fù)合雙極板材料
    1.6 添加對純Ti中鈍化膜導(dǎo)電機理的影響
    1.7 團簇+連接原子模型
    1.8 論文工作的目的及重要研究內(nèi)容
2 實驗方法與實驗設(shè)備
    2.1 樣品制備與實驗方法
    2.2 樣品組織與相測試方法
        2.2.1 X射線衍射分析
        2.2.2 顯微組織分析
    2.3 雙極板性能測試方法
        2.3.1 顯微硬度
        2.3.2 潤濕性測試
        2.3.3 電化學(xué)測試
        2.3.4 接觸電阻測試
3 鈦合金中添加Nb/Ta元素對合金性能的影響
    3.1 合金設(shè)計
    3.2 組織表征
    3.3 相組成
    3.4 硬度
    3.5 水接觸角
    3.6 耐蝕性能表征
        3.6.1 開路電位
        3.6.2 循環(huán)伏安曲線
        3.6.3 極化曲線
        3.6.4 阻抗譜
    3.7 接觸電阻
    3.8 本章小結(jié)
4 鈦合金中同時添加Nb+Ta元素對合金性能的影響
    4.1 材料設(shè)計
    4.2 組織表征
    4.3 相組成
    4.4 硬度
    4.5 水接觸角
    4.6 耐蝕性能表征
        4.6.1 開路電位
        4.6.2 循環(huán)伏安曲線
        4.6.3 極化曲線
        4.6.4 阻抗譜
    4.7 接觸電阻
    4.8 小結(jié)
5 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]非晶透明導(dǎo)電氧化物薄膜研究進展[J]. 張曉鋒,顏悅,陳牧,劉宏燕,郝常山,張官理.  航空材料學(xué)報. 2018(01)
[2]模擬PEMFC環(huán)境下納米晶ZrC涂層鈦合金雙極板的性能研究[J]. 錢陽,徐江.  稀有金屬材料與工程. 2017(04)
[3]Conductive and corrosion behaviors of silver-doped carbon-coated stainless steel as PEMFC bipolar plates[J]. Ming Liu,Hong-feng Xu,Jie Fu,Ying Tian.  International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2016(07)
[4]銅鎳工業(yè)合金牌號的成分式分析（英文）[J]. 洪海蓮,王清,董闖.  Science China Materials. 2015(05)
[5]鈦合金雙極板表面納米晶Zr涂層在質(zhì)子交換膜燃料電池環(huán)境中的性能[J]. 錢陽,徐江.  物理化學(xué)學(xué)報. 2015(02)
[6]基于團簇模型的高強度馬氏體沉淀硬化不銹鋼成分設(shè)計[J]. 王清,查錢鋒,劉恩雪,董闖,王學(xué)軍,譚朝鑫,冀春俊.  金屬學(xué)報. 2012(10)
[7]以最大原子密度定義合金相中的第一近鄰團簇[J]. 陳季香,羌建兵,王清,董闖.  物理學(xué)報. 2012(04)
[8]低彈bcc結(jié)構(gòu)Ti-Mo-Nb-Zr固溶體合金的“團簇+連接原子”模型及其成分設(shè)計[J]. 馬仁濤,郝傳璞,王清,任明法,王英敏,董闖.  金屬學(xué)報. 2010(09)
[9]質(zhì)子交換膜燃料電池金屬雙極板的腐蝕與表面防護研究進展[J]. 任延杰,張春榮,劉光明,曾潮流.  腐蝕科學(xué)與防護技術(shù). 2009(04)
[10]碳纖維增強酚醛樹脂/石墨雙極板復(fù)合材料性能及其界面結(jié)合[J]. 陰強,李愛菊,邵磊,孫康寧.  現(xiàn)代化工. 2007(01)

博士論文
[1]質(zhì)子交換膜燃料電池不銹鋼雙極板電弧離子鍍膜改性研究[D]. 吳博.大連理工大學(xué) 2011

碩士論文
[1]新型石墨基復(fù)合材料雙極板的制備[D]. 張世淵.華東理工大學(xué) 2011



本文編號：3167119