新方法可以使绿色能源生产更便宜、更可靠

RUDN教授和他来自保加利亚、伊朗和英国的同事一起提出了一种制造燃料电池的新方法——电化学能源。这种新方法将使绿色能源的生产比传统方法更便宜、更可靠。该方法采用TiN和CrN涂层。结果发表在传感器。

燃料电池是一种替代能源。燃料电池中的电是直接从化学反应中产生的,例如,通过氧和氢结合形成水。这种燃料电池的主要元件是一个双极板。它分离物质,传递离子,去除热量和副产品。因此,它的质量决定了整个元件的可靠性。大多数情况下,由于耐热性和耐化学性,板是由石墨制成的。然而,这种板材的生产成本很高,而且从力学角度来看,石墨的强度不够。RUDN教授和他来自保加利亚、伊朗和英国的同事们提出了一种新的方法,用TiN和CrN涂层制成双极板,这样它们就变得更坚固,更便宜。

“双极板是燃料电池最重要的组成部分。这种燃料电池的性能和寿命主要由金属双极板的耐腐蚀性和相间接触电阻两个因素决定。为了确保这些性能,一层导电涂层的薄硬膜被涂在板上。”RUDN大学交通学系教授Reza Kashy Zadeh Kazem说。

对于金属双极板,研究人员选择了不锈钢合金AISI410。作者面临的任务是选择最好的钢板涂层,使其足够耐腐蚀和界面接触。科学家们测试了两种可能的选择——氮化钛和氮化铬涂层。

结果表明,氮化钛和氮化铬都能提高钢的耐蚀性。然而,氮化铬表现更好,它可以将腐蚀速率降低三倍-达到0.032毫英寸/年,而在纯钢中,该参数为0.096。

“涂有氮化铬的不锈钢由于耐腐蚀、材料成本低、易于制造,可以作为燃料电池的双极板,是一个很好的候选者。”RUDN大学交通学系教授Reza Kashy Zadeh Kazem说。

来源:https://eng.rudn.ru/

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