燃料电池金属双极板的研究进展与展望

罗海文，林雄，刘高阳，胡斌（北京科技大学 冶金与生态工程学院）

摘要：质子交换膜燃料电池(PEMFC)双极板材料耐腐蚀与导电性能的协同优化是实现氢能高效利用的核心挑战。本文系统评述了铝合金、钛合金、奥氏体不锈钢及铁素体不锈钢等金属双极板的性能瓶颈和改性策略：铝合金和钛合金需依赖贵金属涂层(如Au/Ni-P、CrN)以平衡耐腐蚀性能与导电性能，这导致工艺复杂、成本高昂；奥氏体不锈钢通过Cr/Mo 协同优化可提升耐腐蚀性能，但其钝化膜增厚导致界面接触电阻超标；铁素体不锈钢虽然抗晶间腐蚀和点蚀能力提高，但延展性较差难以加工成型，且无涂层时其腐蚀电流密度较高。表面涂层(如CrN、导电高分子)技术虽能显著改善不锈钢双极板的耐腐蚀和导电性能，但工艺复杂且耐久性不足。本文回顾了上述各类型双极板材料的优缺点，探讨了通过高Cr 铁素体不锈钢的全新合金化策略，使得在改善其成型性的同时还能在无涂层状态下同步改善耐腐蚀和导电性能。最后，对PEMFC双极板材料未来的发展方向进行了展望。

关键词：质子交换膜燃料电池(PEMFC)，双极板材料，铁素体不锈钢，耐腐蚀-导电性能协同优化