بررسی مورفولوژی و خواص الکتریکی و الکتروشیمیایی پوشش طلا روی صفحات دوقطبی فلزی پیل‌سوختی

پیل‌های سوختی غشا پلیمری به دلیل مزایایی همچون دمای عملکرد پایین، چگالی توان بالا و زمان راه‌اندازی پایین، نسبت به دیگر پیل‌های سوختی بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. یکی از مهم‌ترین اجزای پیل‌سوختی پلیمری صفحات دوقطبی می‌باشد که شامل انواع مختلفی است. صفحات دوقطبی فلزی نسبت به صفحات دو قطبی کامپوزیتی پایه‌گرافیتی از مزایایی همچون استحکام بالا و ضخامت و وزن پایین‌تر برخوردارند. مقاومت به خوردگی و مقاومت تماسی بین سطوح صفحات دوقطبی فلزی یکی از چالش‌های صفحات دوقطبی فلزی می‌باشد. به همین دلیل، صفحات دوقطبی فلزی برای افزایش مقاومت به خوردگی و کاهش مقاومت تماسی تحت فرآیند پوشش‌دهی قرار می‌گیرند. در این پژوهش، خواص و مورفولوژی پوشش طلا روی زیرلایه مسی و فولاد زنگ‌نزن با استفاده از روش‌های آبکاری الکتریکی و اسپاترینگ مورد مطالعه قرار گرفت. بررسی مورفولوژی سطح نمونه‌ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی صورت گرفت. همچنین، به منظور بررسی مقاومت تماسی نمونه‌های پوشش داده‌شده و بدون پوشش، از آزمون مقاومت تماسی بین سطوح استفاده شد. مقاومت به خوردگی پوشش‌های اعمال شده با استفاده از آزمون‌های گالوانواستاتیک و پتانسیواستاتیک مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج بدست‌آمده نشان داد که استفاده از روش آبکاری الکتریکی باعث ایجاد حفره‌ها و تخلخل‌های زیادی در سطح نمونه می‌شود. همچنین، مشخص شد که استفاده از روش اسپاترینگ به طور قابل توجهی موجب افزایش مقاومت به خوردگی و کاهش مقاومت تماسی می‌گردد.

investigation of morphology, electrical and electrochemical properties of gold coating on metallic bipolar plates of fuel cells

polymer electrolyte membrane fuel cells have received more attention than other fuel cells because of their advantages such as low operating temperature, high power density and short startup time. one of the most important components of a polymer electrolyte membrane fuel cell is bipolar plate which has various types. metallic bipolar plates have advantages such as higher strength, lower thickness and lower weight than graphite-based composite bipolar plates. corrosion resistance and interfacial contact resistance of metallic bipolar plates are some of the challenges of using metallic bipolar plates. for this reason, metallic bipolar plates are coated to increase corrosion resistance and reduce contact resistance. in this study, the properties and morphologies of gold coating on copper and stainless steel substrates were studied by using electroplating and sputtering methods. the surface morphologies of the specimens were investigated by scanning electron microscopy. in addition, interfacial contact resistance tests were used to evaluate contact resistance of coated and uncoated specimens. finally, corrosion resistances of the specimens were studied using galvanostatic and potentiostatic tests. the results showed that the use of electroplating method produces many holes and pores in the specimen surface. it was also found that using sputtering method significantly resulted in an increase in corrosion resistance and decrease in contact resistance of coated specimens.