雙極板(bǎn)是PEMFC電堆的重要組件,約占整體(tǐ)70%的質量和30%的價格。根據雙極板材料的不同可以分為石墨雙極板、金屬雙極板和複合(hé)雙極板。石墨及其複合材料脆性大、滲氣性高、成(chéng)本較高,相比之下,金(jīn)屬雙極板強(qiáng)度更(gèng)高(gāo),具有更好的(de)成形性、抗衝擊性和較低(dī)的滲氣性。
金屬雙極板(bǎn)因(yīn)其在超薄狀態下的成形性能優(yōu)於其他材料,在高(gāo)功率電堆中得到了廣泛應用,而石墨雙極板和複(fù)合雙極(jí)板一般用於(yú)中、低功率電堆中。
常用的金屬雙極(jí)板材料包括不鏽鋼、鋁合金、鈦合金、泡沫金屬等(děng)。在眾多金屬材料中,不鏽鋼因其良好的機械性能和較低(dī)的成本得到了(le)廣泛應用。雖然不同(tóng)不鏽鋼中元素的比例可能不同,但是元素種類是大(dà)致相同的,主要包括Fe、Ni、Mn、Cr、Cu、Mo等金屬元素,以(yǐ)及C、N、P、S、Si等非金屬元素。
金屬雙極板(bǎn)的導(dǎo)電性和耐久性受到(dào)表麵形貌和結構的影響,在惡劣的工作環境中,金屬雙極板可能發生表麵腐蝕和鈍化。由於鈍化膜能夠保護膜下金屬(shǔ)不受進(jìn)一步的(de)腐蝕,因此許(xǔ)多早期的PEMFC直接使用不鏽鋼(gāng)、Al、Ti、Ni等容易形成鈍(dùn)化膜的(de)材料(liào)作為雙極板。