Vrste in metode priprave površinskih premazov na kovinskih bipolarnih ploščah

Delovno okolje vodikove gorivne celice je kislo, zato mora imeti bipolarna plošča kot nosilni skelet dobro odpornost proti koroziji. Preprečiti je treba pasivizacijo bipolarne plošče v pogojih, bogatih s kisikom, in povzročiti povečanje kontaktne odpornosti ter preprečiti korozijo srednjih kovin v delovnem okolju.

Običajno je površina kovinskih bipolarnih plošč prevlečena s premazi, odpornimi proti koroziji, da bi rešili problem korozije baterijskih komponent. Vrste vključujejo: prevleke iz kovin in zlitin, prevleke iz kovinskih spojin, prevleke iz kovinskega karbida, prevleke iz kovinskega nitrida in nekovinske prevleke. Plasti itd., nekateri premazi ne morejo samo izboljšati protikorozijske lastnosti površine, temveč tudi zagotoviti prevodnost in druge lastnosti površine.

Površina baterijskih bipolarnih plošč iz nerjavečega jekla ali Ti zlitine je običajno galvanizirana s plastjo zlitine Ni-WP ali Ni-Cu-P. Lahko ga tudi galvaniziramo z gosto plastjo Ni-Cu. Njegova toplotna stabilnost, prevodnost in odpornost proti koroziji so boljši od TiN prevleke. . Pri uporabi postopka galvanizacije je potrebna predhodna obdelava ali udarna obdelava, da se pridobi protikorozijski premaz, ki je trdno povezan s substratom iz nerjavečega jekla in titanove zlitine.

Površino bipolarne plošče iz nerjavečega jekla 316L lahko prekrijete s prevlekami TiN, CrN in TiCrN z magnetronskim naprševanjem, da izboljšate njeno odpornost proti koroziji, hkrati pa ohranite nizek površinski kontaktni upor in dobro prevodnost.

To je tudi dobra metoda za galvansko nanašanje temnega niklja ali brezelektrične prevleke iz nikelj-fosforjeve zlitine na stransko površino anode kovinske bipolarne plošče. Izbrati je treba postopek brezelektričnega nikljanja z nizko obremenitvijo in postopek brezelektričnega nikljanja z visoko vsebnostjo fosforja. Nastala plast nikljane prevleke ima moč lepljenja, odpornost proti koroziji in električna prevodnost sta dobri.

Parametre postopka nikljanja je mogoče prilagoditi tudi za ustvarjanje določene stopnje hidrofobnosti na površini plasti nikljanja. Na ta način se baterija med delovanjem ne bo zlahka zmočila z raztopino elektrolita, s čimer se prepreči izguba raztopine elektrolita v bateriji.

Prilagodljiva zasnova "mokrega tesnila" kovinskih bipolarnih plošč lahko povzroči ogljično korozijo bipolarnih plošč iz nerjavečega jekla. Zato je zelo potrebno izvesti "aluminizirajočo" zaščitno obdelavo na okvirju takih bipolarnih plošč iz nerjavečega jekla. .

Za kovinske bipolarne plošče iz titanove zlitine je mogoče za modifikacijo površine uporabiti plazemsko nitriranje in druge tehnologije za izboljšanje njihove odpornosti proti koroziji. Pred in po nitriranju se opravi potrebno poliranje. Namen je izboljšati korozijsko odpornost nitriranega sloja tako, da postane površina gladka in svetla.