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Accès ouvert déclaré 2025 article

Conductive passivation via carbon mediated defect control in FeCoNiCrCx high-entropy alloy coatings: breaking conductivity-corrosion trade-off for PEMFC bipolar plates

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Le résumé fourni par la source

Stainless steel bipolar plates (BPs) for proton exchange membrane fuel cells (PEMFC) face an inherent corrosion-conductivity conflict. Corrosion-resistant passivation layers, such as Cr 2 O 3 , induce unacceptable interfacial contact resistance (ICR) elevation. We resolve this conflict using high-power impulse magnetron sputtering (HiPIMS) to deposit FeCoNiCrC x coatings with carbon-mediated defect control, where acetylene flow regulation (0–5 sccm) triggers three synergistic effects: carbon-mediated amorphization eliminates grain boundaries to suppress ionic diffusion; in-situ carbide formation, primarily Cr 3 C 2 , consumes reactive metals and inhibits oxide nucleation; and sp 2 -carbon networks establish efficient electron-conduction pathways. The optimized 5 sccm coating delivers exceptional performance in simulated PEMFC cathode conditions: corrosion current plunges to 0.079 μA/cm 2 . Simultaneously, ICR is maintained at 7.9 mΩ cm 2 under 1.4 MPa compaction, outperforming U.S. Department of Energy (DOE) 2025 targets. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and transmission electron microscopy (TEM) analyses validate a carbon-dominated barrier layer exceeding 80 at.% carbides and amorphous carbon. This layer effectively replaces insulating oxides, ensuring post-polarization ICR stability. This work demonstrates conductive passivation as an effective materials strategy that breaks the persistent corrosion-conductivity trade-off in metallic BPs through carbon-mediated defect control.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Conductive passivation via carbon mediated defect control in FeCoNiCrCx high-entropy alloy coatings: breaking conductivity-corrosion trade-off for PEMFC bipolar plates
Date Crossref
01/02/2026
Éditeur
Elsevier BV
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Southwest Jiaotong University pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • School of Materials Science and Engineering Key Laboratory of Advanced Technologies of Materials pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • College of Medicine Sichuan Province International Science and Technology Cooperation Base of Functional Materials pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure

Southwest Jiaotong University, Key Laboratory of Advanced Technologies of Materials — School of Materials Science and Engineering et Sichuan Province International Science and Technology Cooperation Base of Functional Materials — College of Medicine.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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