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作者：罗凤盈;罗浩秋;冯芷晴;张锐明;
单位：国家能源氢能及氨氢融合新能源技术重点实验室,佛山仙湖实验室;佛山检验检测有限公司;广东省武理工氢能产业技术研究院;
摘要：质子交换膜燃料电池(PEMFC)因其高效能转化特性、低温适应能力和环境友好性，被视为交通能源转型的核心技术。双极板作为其关键组件，需具备高导电性、耐腐蚀性与机械稳定性。然而，应用广泛的金属双极板在PEMFC高温、高湿、酸性环境中易发生腐蚀钝化，溶出金属离子毒化催化层，导致电堆性能衰退与耐久性不足。为解决这些问题，通常需要对金属双极板基体进行适当的表面处理。其中，过渡金属碳化物(TMCs)涂层凭借其独特的杂化键合特性，展现出优异的耐腐蚀性和导电性，成为解决上述瓶颈的有效途径。本文总结了TMCs涂层的研究进展：在材料层面，揭示了典型碳化物晶体结构提升导电性与耐蚀性的机制，并阐明特定晶型键合对腐蚀氧化的抑制作用；在结构设计上，采用多层异质结构和异质原子掺杂策略可提升电荷传输效率；最后，比较了不同制备方法对涂层性能的影响。尽管TMCs涂层性能已接近商业化指标，其规模化应用仍受限于界面结合强度不足和制备经济性差。未来研究应重点发展多层梯度复合涂层、低成本高效制备工艺，并建立寿命预测模型与标准化评价体系，以加速TMCs涂层在金属双极板表面改性中的产业化进程。
关键词：质子交换膜燃料电池;;双极板;;过渡金属碳化物;;耐腐蚀性;;导电性
基金资助：广东省重点领域研发计划项目(2023B0909060002);; 广东省基础与应用基础研究基金项目(2022B1515120079)
