ประเภทและวิธีการเตรียมการเคลือบพื้นผิวบนแผ่นโลหะไบโพลาร์

สภาพแวดล้อมการทำงานของเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนนั้นมีสภาพเป็นกรด ดังนั้นแผ่นไบโพลาร์ที่เป็นโครงกระดูกรองรับจึงต้องมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดี จำเป็นต้องป้องกันไม่ให้แผ่นไบโพลาร์ถูกผ่านภายใต้สภาวะที่มีออกซิเจนสูง และทำให้เกิดความต้านทานต่อการสัมผัสเพิ่มขึ้น และเพื่อป้องกันการกัดกร่อนของโลหะขนาดกลางในสภาพแวดล้อมการบริการ

โดยปกติแล้ว เพื่อแก้ปัญหาการกัดกร่อนของส่วนประกอบแบตเตอรี่ พื้นผิวของแผ่นโลหะสองขั้วจะถูกเคลือบด้วยสารเคลือบป้องกันการกัดกร่อน ประเภทต่างๆ ได้แก่ การเคลือบโลหะและโลหะผสม การเคลือบสารประกอบโลหะ การเคลือบโลหะคาร์ไบด์ การเคลือบโลหะไนไตรด์ และการเคลือบอโลหะ ชั้นต่างๆ ฯลฯ การเคลือบบางชนิดไม่เพียงแต่สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการป้องกันการกัดกร่อนของพื้นผิวเท่านั้น แต่ยังรับประกันค่าการนำไฟฟ้าและคุณสมบัติอื่นๆ ของพื้นผิวอีกด้วย

พื้นผิวของเหล็กสเตนเลสหรือแผ่นไบโพลาร์แบตเตอรี่โลหะผสม Ti มักจะถูกชุบด้วยไฟฟ้าด้วยชั้นโลหะผสม Ni-WP หรือ Ni-Cu-P นอกจากนี้ยังสามารถชุบด้วยไฟฟ้าด้วยชั้น Ni-Cu ที่หนาแน่นได้ เสถียรภาพทางความร้อน การนำไฟฟ้า และความต้านทานการกัดกร่อนได้ดีกว่าการชุบ TiN - เมื่อใช้กระบวนการชุบด้วยไฟฟ้า จำเป็นต้องมีการชุบล่วงหน้าหรือการชุบกระแทกเพื่อให้ได้สารเคลือบป้องกันการกัดกร่อนที่ผสานเข้ากับพื้นผิวสแตนเลสและโลหะผสมไททาเนียมอย่างแน่นหนา

พื้นผิวของแผ่นไบโพลาร์สแตนเลส 316L สามารถเคลือบด้วยการเคลือบ TiN, CrN และ TiCrN ผ่านการสปัตเตอร์แมกนีตรอนเพื่อปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อน ในขณะที่ยังคงความต้านทานการสัมผัสพื้นผิวต่ำและการนำไฟฟ้าที่ดี

นอกจากนี้ยังเป็นวิธีที่ดีในการชุบนิกเกิลสีเข้มหรือโลหะผสมนิกเกิลฟอสฟอรัสแบบไม่ใช้ไฟฟ้าบนพื้นผิวด้านแอโนดของแผ่นโลหะสองขั้ว จำเป็นต้องเลือกกระบวนการชุบนิเกิลแบบไม่ใช้ไฟฟ้าความเครียดต่ำและกระบวนการชุบนิเกิลแบบไม่ใช้ไฟฟ้าที่มีฟอสฟอรัสสูง ชั้นชุบนิกเกิลที่ได้มีความแข็งแรงในการยึดเกาะ ทนต่อการกัดกร่อน และการนำไฟฟ้าได้ดี

นอกจากนี้ พารามิเตอร์ของกระบวนการชุบนิกเกิลยังสามารถปรับเพื่อสร้างระดับความไม่ชอบน้ำบนพื้นผิวของชั้นชุบนิกเกิลได้ ด้วยวิธีนี้ แบตเตอรี่จะไม่เปียกโดยสารละลายอิเล็กโทรไลต์ได้ง่ายในระหว่างการทำงาน จึงหลีกเลี่ยงการสูญเสียสารละลายอิเล็กโทรไลต์ในแบตเตอรี่ได้

การออกแบบ "ซีลเปียก" ที่ยืดหยุ่นของแผ่นโลหะไบโพลาร์อาจทำให้แผ่นโลหะไบโพลาร์สแตนเลสเกิดการกัดกร่อนของคาร์บอน ดังนั้น จึงมีความจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องทำการเคลือบป้องกันด้วย "อะลูมิเนียม" บนกรอบของแผ่นโลหะไบโพลาร์สแตนเลสดังกล่าว

สำหรับแผ่นโลหะไบโพลาร์โลหะผสมไททาเนียม พลาสมาไนไตรด์และเทคโนโลยีอื่น ๆ สามารถใช้ในการปรับเปลี่ยนพื้นผิวเพื่อปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อน และการขัดเงาที่จำเป็นจะดำเนินการก่อนและหลังการทำไนไตรด์ จุดประสงค์คือเพื่อปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของชั้นไนไตรด์โดยการทำให้พื้นผิวเรียบและสว่าง