316L不锈钢燃料电池双极板电解成形试验研究

"燃料电池双极板电解成形试验研究 - 徐招，梁丙炎，王萌，王新东 - 北京科技大学冶金与生态工程学院 - 北京100083 - 基于电解加工技术在316L不锈钢上蚀刻双通道蛇形流场，探讨了加载电压、脉冲频率、占空比和电解时间对流道质量和效率的影响。" 本文是关于燃料电池双极板制造工艺的研究，特别关注了电解成形这一技术在316L不锈钢材料上的应用。燃料电池双极板是燃料电池堆中的关键组件，其性能直接影响燃料电池的效率和稳定性。双极板通常需要具有复杂的流场结构，以引导气体和冷却液在电池内部流动。在本研究中，研究人员采用模板电解的方法，在316L不锈钢基底上成功蚀刻出了平均深度400微米、宽度1.0毫米的双通道蛇形流场。 电解加工是一种利用电化学反应进行精密加工的技术，它可以实现高精度和高效率的形状成形。试验中，研究团队采用了单因素试验分析法，对多个工艺参数进行了系统研究。这些参数包括加载电压、脉冲频率、占空比以及电解时间，这些都对流道的定域性和电流效率有显著影响。 加载电压是电解加工过程中的关键参数之一，研究发现当电压低于15V时，适当提高电压能有效提升流道的整体定域性，即流道形状的精确度和一致性。脉冲电源的使用被证实可以改善流道表面的质量，最佳的脉冲频率约为10Hz，这有助于优化流道的定域性。占空比是指脉冲电源开启时间与总周期的比例，其增加会导致流道定域性的降低。另一方面，缩短电解加工的时间可以提高流道的整体定域性，表明快速加工有利于保持流道形状的精确性。 电流效率是衡量电解过程中有效材料去除速率与总输入电能的比例，也是评价工艺经济性和效率的重要指标。通过对不同参数的调整，研究者旨在找到优化电流效率的最佳条件，以提高工艺的经济效益和环境友好性。 这项工作深入研究了电解加工在燃料电池双极板制造中的应用，并提供了关于如何通过精细调控工艺参数来优化流场质量和加工效率的见解。这对于燃料电池行业的技术创新和成本控制具有重要意义，特别是在追求更高效、更耐用的燃料电池系统方面。