燃料電池堆金屬雙極板

燃料電池金屬雙極板（BP），也稱為流場板，與膜電極堆疊形成電堆。它在燃料電池中起著支撐、收集電流、提供冷卻劑通道、分離氧化劑和還原劑的作用。

就功能而言，雙極板材料是電和熱的良導(dǎo)體，具有一定的強(qiáng)度和氣體致密性；穩(wěn)定性方面，要求雙極板在燃料電池酸性（pH=2~3）、電位（E=~1.1V）、濕熱（汽水兩相流，~80℃）環(huán)境下具有耐腐蝕性，且不污染燃料電池其他部件和材料的相容性；在生產(chǎn)方面，雙極板材料要求易于加工且成本低。

燃料電池常用的雙極板材料有石墨碳板、金屬雙極板和復(fù)合雙極板。

1.石墨基雙極板在燃料電池環(huán)境中具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和高導(dǎo)電性。它是質(zhì)子交換膜燃料電池研究和應(yīng)用中應(yīng)用廣泛的材料。但是，它也有一些缺點(diǎn)，如重量大、脆性大、加工成本高等。石墨雙極板由于其長期的耐久性而廣泛應(yīng)用于商用車輛中。

2.金屬雙極板具有導(dǎo)電率高、價(jià)格低廉、加工方法多樣、機(jī)械強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，但易受腐蝕、金屬離子污染、密度高、重量重、表層有氧化膜。金屬雙極板的技術(shù)難點(diǎn)在于成形技術(shù)和金屬雙極板表層處理技術(shù)。其中，以非貴金屬（如不銹鋼、鈦）為基體，輔以表層處理技術(shù)是研究的熱點(diǎn)。主要內(nèi)容是篩選導(dǎo)電、耐腐蝕、相容的涂層材料和制備工藝，確保涂層的致密性和穩(wěn)定性

由于車輛空間（尤其是汽車）的限制，乘用車燃料電池具有較高的能量密度要求。金屬雙極板比石墨和復(fù)合雙極板具有明顯的優(yōu)勢。

金屬雙極板很大地提高了質(zhì)子交換膜燃料電池組件的功率密度。金屬雙極板已成為轎車燃料電池的主流雙極板。

3.復(fù)合雙極板能更好地結(jié)合石墨板和金屬板的優(yōu)點(diǎn)。具有密度低、耐腐蝕、易成型等優(yōu)點(diǎn)，疊層組裝后效果更佳。但目前加工周期長，長期工作可靠性差，尚未得到廣泛推廣。近年來，復(fù)合雙極板也得到了應(yīng)用，如石墨/樹脂復(fù)合材料和碳/碳復(fù)合材料，它們?cè)谥袊哂醒邪l(fā)能力。

隨著氫燃料電池汽車的快速發(fā)展，必然對(duì)雙極板的質(zhì)量提出更高的要求。雙極板的春天來了！

燃料電池金屬雙極板的設(shè)計(jì)特色

燃料電池金屬雙極板滿足以下性能要求：

1.為了在結(jié)構(gòu)上發(fā)揮單電池系列的作用，雙極板具有高導(dǎo)電性；

2.為了隔離每個(gè)腔體的反應(yīng)氣體和散熱水，雙極板的透氣性需要滿足要求；

3.反應(yīng)區(qū)的熱量迅速轉(zhuǎn)移到冷卻劑中，雙極板應(yīng)具有較高的導(dǎo)熱系數(shù)；

4.考慮到結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、振動(dòng)、功率密度和低溫啟動(dòng)，雙極板材料的強(qiáng)度、密度和熱容也應(yīng)滿足產(chǎn)品性能要求。