廣州順天裝備制造有限公司

    質子交換膜燃料電池(PEMFC)是一種將化學能轉化成電能和熱能的裝置，具有能量轉化效率高、啟動迅速、環境友好、工作安靜、可靠性高等優點，應用前景廣闊，但目前雙極板制造成本偏高、體積比功率偏低，嚴重制約了PEMFC的產業化進程。作為PEMFC關鍵件，雙極板的質量占到整個燃料電池堆的60%～80%，占總成本的40%～60%。雙極板的主要功能是分隔反應氣體、均勻導入反應氣體、收集并傳導電流、支撐膜電極、實現整個燃料電池系統快速散熱和排水。為此，雙極板應具有良好的導電性能、導熱性能、耐腐蝕性能、阻氣性能以及一定的機械強度，表1為美國能源部(DOE)提出的車載PEMFC雙極板的性能指標。

    縱觀國內外雙極板的研究現狀，目前主要有石墨板、金屬板和復合材料雙極板等三大類材料。與復合材料和石墨雙極板相比，金屬雙極板因具有良好的導電性、導熱性、機械加工性、致密性，適合大批量低成本生產，受到PEMFC研究者重視。本文介紹了幾種金屬雙極板材料及其成形方法，并分析各自優缺點，指出了金屬雙極板的未來發展方向。

    Homung對鐵基合金雙極板和鎳基合金雙極板的抗腐蝕性能進行了比較，結果表明兩者性能相當，但鐵基合金雙極板的接觸電阻明顯高于鎳基合金雙極板。Davies等對比研究了316(18%Cr,12%Ni)、310(25%Cr,20%Ni)和904L(20%Cr,25%Ni)三種不銹鋼雙極板的接觸電阻和3000h的耐腐蝕性能，結果表明904L＞310＞316。Makkus等將合金元素加入到不同型號的不銹鋼中，獲得較好的腐蝕性能和極低的接觸電阻的雙極板材料，但其使用壽命偏低。