期刊信息
主办：中国有色金属学会;有研科技集团有限公司
ISSN：0258-7076
CN：11-2111/TF
语言：中文;
周期：月刊
影响因子：1.892
被引频次：60873
数据库收录：
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期刊热词：
金属学及金属工艺
PEM制氢气体扩散层用Ti-Nb合金组织结构及耐腐蚀机
PEM制氢气体扩散层用Ti-Nb合金组织结构及耐腐蚀机
【作者】网站采编
【关键词】
【摘要】研究背景与问题 质子交换膜（PEM）电解槽在氢能应用中扮演着至关重要的角色，其气体扩散层作为电解槽的关键组成部分，负责电子和气液的传输。然而，由于阳极区在长时间运行过程
研究背景与问题
质子交换膜（PEM）电解槽在氢能应用中扮演着至关重要的角色，其气体扩散层作为电解槽的关键组成部分，负责电子和气液的传输。然而，由于阳极区在长时间运行过程中处于酸性、富氧且高电位的恶劣工况中，阳极气体扩散层的力学性能和化学稳定性面临严峻挑战。目前市场上广泛使用的阳极扩散层主要是采用纯钛丝烧结制备的钛毡，但其耐腐蚀性能和长期稳定性不足，限制了PEM电解槽的性能和寿命。因此，本研究的背景在于探索一种新型耐腐蚀性能优异的阳极气体扩散层材料，以提升PEM电解槽的整体性能。
研究方法
本研究采用Ti-Nb合金作为新型阳极气体扩散层材料，通过热压烧结法制备了Ti-Nb合金气体扩散层。为了研究其组织结构及耐腐蚀机制，采用了一系列的分析测试手段，包括扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）和电化学测试等。通过对比分析不同制备工艺和成分对Ti-Nb合金气体扩散层组织结构和性能的影响，揭示了其耐腐蚀机制。
核心结果
研究结果表明，Ti-Nb合金气体扩散层具有优异的组织结构，形成了细小的晶粒和丰富的孔道结构，有利于气体和电子的传输。通过电化学测试，Ti-Nb合金气体扩散层在酸性、富氧和高电位条件下表现出良好的耐腐蚀性能，其腐蚀速率远低于纯钛气体扩散层。进一步分析表明，Ti-Nb合金中的Nb元素在腐蚀过程中起到关键作用，其形成的氧化膜能有效阻止腐蚀的进一步发生。
结论与意义
本研究成功制备了具有优异耐腐蚀性能的Ti-Nb合金气体扩散层，为PEM电解槽阳极气体扩散层的材料选择提供了新的思路。Ti-Nb合金气体扩散层在酸性、富氧和高电位条件下表现出良好的耐腐蚀性能，有望提高PEM电解槽的整体性能和寿命。此外，本研究为新型耐腐蚀合金材料在氢能领域的应用提供了理论依据和实践指导，具有重要的理论意义和应用价值。
文章来源：《稀有金属》 网址: http://www.xiyoujinshu.cn/qikandaodu/2026/1027/328.html