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J-GLOBAL ID：201502214771766919   整理番号：15A0837689

プロトン交換膜燃料電池用バイポーラ板としてのSS316L上のCrN膜の界面導電性と耐食性に関するAl混入の影響

Effects of Al incorporation on the interfacial conductivity and corrosion resistance of CrN film on SS316L as bipolar plates for proton exchange membrane fuel cells

著者 (6件)： BI Feifei (State Key Lab. of Mechanical System and Vibration, Shanghai Jiao Tong Univ., Shanghai 200240, CHN) ,  YI Peiyun (State Key Lab. of Mechanical System and Vibration, Shanghai Jiao Tong Univ., Shanghai 200240, CHN) ,  ZHOU Tao (State Key Lab. of Mechanical System and Vibration, Shanghai Jiao Tong Univ., Shanghai 200240, CHN) ,  PENG Linfa (State Key Lab. of Mechanical System and Vibration, Shanghai Jiao Tong Univ., Shanghai 200240, CHN) ,  LAI Xinmin (State Key Lab. of Mechanical System and Vibration, Shanghai Jiao Tong Univ., Shanghai 200240, CHN) ,  LAI Xinmin (Shanghai Key Lab. of Digital Manufacture for Thin-walled Structures, Shanghai Jiao Tong Univ., Shanghai 200240, CHN)
資料名： International Journal of Hydrogen Energy  (International Journal of Hydrogen Energy)
巻： 40  号： 31  ページ： 9790-9802  発行年： 2015年08月17日 
JST資料番号： B0192B  ISSN： 0360-3199  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： バイポーラ板の界面導電性と耐食性は,プロトン交換膜燃料電池の性能と耐久性に影響する二つの重要なパラメータである。本稿は,バイポーラ板上に被覆されたCrN皮膜の界面導電性と耐食性上のAl混入の影響を調べるために設計し,様々なAl含量を有する三元Cr-Al-N膜を閉鎖非平衡マグネトロンスパッタイオンプレーティング(CFUBMSIP)によりSS316L試料上に堆積した。Al含量をAlターゲットのマグネトロンスパッタリングの電流を変えることによって調整した。走査型電子顕微鏡(SEM)の結果は,堆積された膜が,緻密で連続していることを示した。Al取り込み前後の位相構造及び接合型もまたX線回折(XRD)及びX線光電子分光法(XPS)によって調べた。ガス拡散層(GDL)と,コーティングされた試料間の界面接触抵抗(ICR)は,CrN膜ドープAl含量の増加とともに増加し,最低のICR値が1.4MPaで5.1mΩcm²であった。Alの取り込みは,二つの競争力のある態様,試料表面の実際の接触面積と導電率を組み合わせることにより,CrNの薄膜の界面の導電率に影響を与えた。PEMFCのシミュレートされた腐食性環境における電位分極試験は,コーティングされた試料の腐食電位が,Alの取り込み後により陽性になり,及びカソードPEMFC環境での定電位試験後のAlドープCrN膜から得られた腐食電流密度が,Al含量なしのCrNに比べて,ほぼ一桁減少した0.021μAcm^-2であることを明らかにした。電気化学腐食試験及び誘導結合プラズマ質量分析(ICP-MS)検出は,AlドープCrN膜が,実際のPEMFC環境で緻密な不動態皮膜を形成することにより,バイポーラ板の耐久性を向上し,膜の金属イオン汚染を削減できることを明かした。ICR電気化学腐食試験の結果に基づいて,CrN膜中のAlの取り込みの低含量が,金属バイポーラ板の商業的応用のために有益である二つの面,即ち,良好な耐食性と高い界面導電性を組み合わせることができることを実証した。Copyright 2015 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.

シソーラス用語： *隔離板 ,  *アルミニウム ,  *取込 ,  *クロム化合物 ,  *窒化物 ,  *界面 ,  *導電性 ,  *耐食性 ,  固体高分子形燃料電池 ,  オーステナイト系ステンレス鋼 ,  耐久性 ,  パラメータ ,  皮膜 ,  クロム ,  マグネトロンスパッタリング ,  イオンめっき ,  電流 ,  走査電子顕微鏡 ,  X線回折 ,  X線光電子分光法 ,  接触抵抗 ,  面積 ,  電気伝導率 ,  シミュレーション ,  分極 ,  腐食電位 ,  電流密度 ,  電気化学 ,  腐食 ,  ICP-MS分析 ,  不動態皮膜 ,  金属イオン
準シソーラス用語： *バイポーラ板 ,  *窒化クロム ,  プロトン交換膜燃料電池 ,  SS316L ,  マグネトロンスパッタ ,  イオンプレーティング ,  接触面積 ,  導電率 ,  誘導結合プラズマ質量分析

分類 (3件)： 燃料電池  (YB04040V) ,  電解装置  (XE02030E) ,  防食  (WB03040M)

タイトルに関連する用語 (8件)： プロトン交換膜燃料電池 ,  バイポーラ板 ,  SS316L ,  界面 ,  導電性 ,  耐食性 ,  Al ,  混入