质子交换膜燃料电池服役环境对TA1腐蚀行为的影响

摘要

选用纯钛(钛金属牌号TA1)为实验基材,通过动电位、恒电位、电化学阻抗谱(EIS)和模拟工况测试等方法研究了运行环境(温度、 pH值、气体氛围)和运行工况(电位和模拟工况时长)对其腐蚀行为的影响,并利用光学显微镜(OM)、能量色散X射线能谱(EDX)、 X射线光电子能谱(XPS)、界面接触电阻(ICR)、接触角和表面粗糙度等测试方法,对不同时长模拟工况测试后TA1基材的表面形貌和性能进行了分析.结果表明,运行环境和运行工况对TA1耐蚀性均有影响,在10 h模拟工况测试后, TA1基材表面氧化层的堆积提高了其耐蚀性,腐蚀电流密度从2.62μA/cm~2降至0.94μA/cm~2;其导电性和疏水性显著降低,与商用碳纸之间的ICR值从31.75mΩ·cm~2增加至333.17 mΩ·cm~2,接触角从86.28°减小至68.04°.

关键词

质子交换膜燃料电池 / 钛金属 / 金属双极板 / 腐蚀