广州顺天装备制造有限公司

    质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一种将化学能转化成电能和热能的装置，具有能量转化效率高、启动迅速、环境友好、工作安静、可靠性高等优点，应用前景广阔，但目前双极板制造成本偏高、体积比功率偏低，严重制约了PEMFC的产业化进程。作为PEMFC关键件，双极板的质量占到整个燃料电池堆的60%～80%，占总成本的40%～60%。双极板的主要功能是分隔反应气体、均匀导入反应气体、收集并传导电流、支撑膜电极、实现整个燃料电池系统快速散热和排水。为此，双极板应具有良好的导电性能、导热性能、耐腐蚀性能、阻气性能以及一定的机械强度，表1为美国能源部(DOE)提出的车载PEMFC双极板的性能指标。

    纵观国内外双极板的研究现状，目前主要有石墨板、金属板和复合材料双极板等三大类材料。与复合材料和石墨双极板相比，金属双极板因具有良好的导电性、导热性、机械加工性、致密性，适合大批量低成本生产，受到PEMFC研究者重视。本文介绍了几种金属双极板材料及其成形方法，并分析各自优缺点，指出了金属双极板的未来发展方向。

    Homung对铁基合金双极板和镍基合金双极板的抗腐蚀性能进行了比较，结果表明两者性能相当，但铁基合金双极板的接触电阻明显高于镍基合金双极板。Davies等对比研究了316(18%Cr,12%Ni)、310(25%Cr,20%Ni)和904L(20%Cr,25%Ni)三种不锈钢双极板的接触电阻和3000h的耐腐蚀性能，结果表明904L＞310＞316。Makkus等将合金元素加入到不同型号的不锈钢中，获得较好的腐蚀性能和极低的接触电阻的双极板材料，但其使用寿命偏低。