第十五届全国表面工程青年学术会议

发展清洁、高效、可持续的能源体系是应对全球气候变化、保障国家能源安全的重大战略需求。氢能作为一种来源丰富、绿色低碳且应用广泛的二次能源，被视为国家未来能源体系的重要组成部分和实现“双碳”目标的关键路径。质子交换膜燃料电池（PEMFC）是氢能高效转化的核心装置，具有效率高、启动快、零排放等优势，在交通、储能、航天等领域应用前景广阔。
金属双极板作为PEMFC电堆的核心组件，承担导电、导气、密封与排水等多重功能。然而，电池内部阴极高电位（启停时可达1.4~1.6 V）、强酸性（pH 2~3）、宽温域及动态变载的苛刻环境，易导致金属表面形成高电阻钝化膜，并引发金属离子溶出，严重制约电堆寿命与性能。因此，开发兼具优异耐腐蚀性、高导电性、良好机械结合力及长期稳定性的表面防护涂层，是突破金属双极板应用瓶颈、实现PEMFC长寿命与低成本的核心技术挑战。
围绕上述挑战，系统阐述在关键装备设计与核心工艺创新方面的最新研究进展。通过自主研发高效均匀的涂层沉积装备，并融合“材料—工艺—结构”协同调控，实现了涂层导电性、耐蚀性与结合强度的综合提升。研究构建了“工艺—微结构—性能”完整关联体系，形成具有自主知识产权的成套技术方案，为金属双极板的长寿命、低成本制造提供了关键技术支撑，并对未来技术发展与产业升级方向进行了展望。

质子交换膜燃料电池；磁控溅射；薄膜；导电耐蚀