1.5本课题的实验内容和意义 7

1.5.1本课题的实验内容 7

1.5.2本课题的实验意义 8

第二章实验材料及实验方法 9

2.1实验材料及准备 9

2.2实验仪器 9

2.3实验方法 11

2.3.1金相图 11

2.3.2XRD物相分析 12

2.3.3电化学测试 12

2.3.4X射线光电子能谱技术 14

第三章结果与讨论 15

3.1微观组织结构 15

3.2XRD物相分析 15

3.3电化学测试 16

3.3.1动电位极化测试 16

3.3.2恒电流极化测试 17

3.3.3EIS阻抗测试 18

3.3.4Mott-Schottky曲线测试 19

3.4XPS光电子能谱技术表面成分测试 20

第四章结论 24

致谢 25

参考文献 26

第一章绪论

1.1本课题的实验背景

燃料电池是一种效率很高又清洁环保的发电技术，燃料电池的本质是一种能够利用电化学反应并将化学能转化，从而产生电能的装置，它能够将化学能直接转化为电能为人们所用[1]。正负极以及电解质共同组成燃料电池，只需要将燃料注入负极，同时向正极输送氧气或其它物质，变可以产生稳定的电流。燃料电池发电与传统电池相比，具有较高的能量转换率，排放与污染都极低，几乎不产生噪声等特点，在交通运输等环境中起到了主要的作用。而在燃料电池中，双极板作为化学反应的场所，工作环境处于一个比较特殊的地方，故对其物理与化学性质，都需要有较高的要求。

不锈钢本身具有较好的物理力学性能和耐腐蚀性，对不锈钢方面的研究一直都是众多科学研究者所关心的重点[2]，尤其是在燃料电池的范围内，对不锈钢的关注度尤其的高。由于在金属表面上会形成一层有保护性的钝化膜，这也就是不锈钢能够具有这样良好的耐腐蚀性的原因，而含由氮元素的不锈钢的各项性能，尤其是耐腐蚀性能和力学性能，都要比化学成分中不含有氮元素的不锈钢要更好。

高氮钢在燃料电池双极板上广泛使用，但由于在实际使用环境中，条件十分的复杂，导致对不锈钢表面的氧化膜性能具有较高的要求，尤其是在pH较低的环境中，一旦双极板被腐蚀，会对燃料电池造成极大的危害并且可能造成较为严重的人员伤亡或财产损失。因此本课题决定研究pH对燃料电池双极板用高氮钢钝化行为的影响。

1.2燃料电池的现状与发展

1.2.1燃料电池的发展背景

近年随著油价走高，并同时受到国际节能与低碳环保要求的驱动，再生能源及新能源的开发逐渐受到各国的重视。再生能源是指符合环境可持续发展，可以生生不息、循环后再利用的能源，包括太阳能、风能、生物能、地热能、水能、海洋能等，是几乎零污染的绿色能源。另外，氢能亦为一种洁净的新能源，并且具有使用效率高以及安全度高的优点，发达国家因为能源安全与环境可持续发展而积极投入研发，将其视为解决传统化石燃料困境的长期方案；而未来世界氢能的应用，将寄希望于通过燃料电池来实现。