阳极反应气氛氢气对聚苯胺/不锈钢耐蚀性的影响

摘要：

目的 为了提高双极板在质子交换膜燃料电池(PEMFC)工作环境下的耐蚀性.方法 在1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯盐([EMIM][DEP])离子液体中,在316 L不锈钢(SS)基体上电聚合聚苯胺(PANI)膜.用红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)进行微观结构表征.通入氢气(H2)模拟阳极反应气氛,控制电位为-0.1 V(vs.SCE),模拟阳极工作电位,采用开路电位(OCP)、电化学阻抗谱(EIS)和极化曲线研究H2对PANI/316 L SS双极板腐蚀性能的影响.结果 FTIR显示有苯环、醌环、P==O和—COOH伸缩振动,Raman显示有掺杂态半醌自由基C—N+·伸缩振动,XPS表明PANI膜含有C、N、O和P等元素.极化曲线腐蚀电流密度按照H2>N2>O2(DO)依次增大,EIS容抗弧半径按照H2<N2<O2 O2(DO)依次减小.H2环境使PANI/316 L SS体系OCP下降0.06 V,电荷转移电阻(Rct)值下降55?/cm2,自腐蚀电位下降0.3 V左右.结论 PANI具有中间氧化态结构,(CH3CH2)2PO4-和HOOC—COO-作为"对阴离子"在PANI中发生共掺杂.在PEMFC阳极工作电位下,H2对PANI/316 L SS耐蚀性有显著影响,H2使PANI膜发生还原,—N+==与—N+H—的和与总N原子含量的比值(N+/N值)下降1.4％,导致PANI分子链中的"对阴离子"发生脱掺杂,PANI/316 L SS体系耐蚀性下降.

关键词：聚苯胺;不锈钢双极板;离子液体;循环伏安;氢气;耐蚀性

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分类号：TG174.4(金属学与热处理)

资助基金：辽宁省教育厅重点实验室基础研究项目LZ2015066

在线出版日期：2022-03-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：295-305