聚吡咯涂层在HCl水溶液中的半导体性能研究

摘要

金属材料由于强度高、机械加工性能好等特点，作为质子交换膜燃料电池(PEMFC)双极板材料有明显 的优势，但在双极板运行的酸性环境中，金属易于发生腐蚀或钝化，降低电池性能。对金属双极板进行表 面防护处理是解决这一问题较为简单、易行的方法。导电聚合物兼具耐蚀性和导电性，作为双极板防护涂 层极具应用前景。作为金属双极板的防护涂层，导电性能的变化将直接影响电池性能。由于导电聚合物具 有半导体特征，通过测定半导体性能，可研究导电聚合物在溶液中导电性能的变化。本文通过Mott-Scottky 曲线，对大分子和小分子阴离子掺杂合成的聚吡咯涂层在溶液中浸泡过程中半导体性能进行研究。结果表 明在腐蚀溶液中，PPy/SO4 2-在高于100mVSCE 时为p-型半导体，电位低于100mVSCE 时，为n-型半导体；PPy/DS- 在高于150mVSCE和低于-400mVSCE 时，均为p-型半导体，在-400mVSCE~100mVSCE电位区间，表现为n-型半导体。 电化学阻抗谱结果表明，PPy/SO4 2-涂层与HCl 体系界面处存在扩散，而在PPy/DS-与溶液处界面则无明显的 扩散特征。