活性屏等离子渗氮对LPBF-316L不锈钢燃料电池双极板显微组织及其性能的影响
编号:444
稿件编号:326 访问权限:仅限参会人
更新:2025-04-22 15:20:24 浏览:41次
口头报告
摘要
激光增材制造技术凭借其成形自由度高、制备周期短、成本效益显著等优势,在燃料电池金属双极板制造领域展现出超越传统工艺的竞争力。然而,激光增材制造成形316L不锈钢双极板存在表面导电性不足和耐蚀性能欠佳的问题,导致燃料电池模组能量损耗偏高且工作稳定性受限。本研究采用激光粉末床熔融(LPBF)技术成形316L不锈钢双极板构件,并通过活性屏等离子渗氮(ASPN)技术进行表面改性,系统探究了不同渗氮温度下LPBF-316L与锻造-316L不锈钢双极板的性能演变规律。通过对比分析渗氮层显微组织、物相组成、显微硬度、界面接触电阻及耐蚀性能,并结合单电池寿命测试与功率性能评估,揭示了ASPN处理对双极板性能的提升机制。研究结果表明,当渗氮温度为410 ℃时,LPBF-316L不锈钢双极板的综合性能最佳,其表面显微硬度可达298.1 HV0.3,在140 N/cm2载荷压力下,界面接触电阻为104 mΩ·cm2。在模拟燃料电池酸性工作环境(0.05 mol/L H2SO4、2 ppm HF)中,腐蚀电流密度仅为0.01 mA/cm2。经ASPN处理的LPBF成形双极板组装的单电池表现出优异性能,峰值功率密度达到0.194 W/cm²,且在10小时持续测试中电池内阻稳定维持在22 mΩ左右,展现出良好的工作稳定性。
关键字
燃料电池,金属双极板,激光粉末床熔融,316L不锈钢,活性屏等离子渗氮
稿件作者
张宇航
南京航空航天大学
林开杰
南京航空航天大学
顾冬冬
南京航空航天大学
发表评论