质子交换膜（PEM）电解水技术具有产出氢气纯度高、工作电流密度高及动态响应速度快的特性，在有效整合波动性太阳能及其他可再生能源制氢领域中应用前景广阔。在PEM电解水过程中，阳极侧的高电位、强酸性环境及高温条件对常用金属钛双极板的耐腐蚀性构成严峻挑战，同时，其表面形成的低导电率氧化膜增大了与气体扩散层之间的界面接触电阻（ICR），严重影响了电解水制氢的效率。因此，改善钛双极板的耐腐蚀性能和导电性能是PEM水电解技术亟待解决的问题。基于此，本研究采用磁控溅射技术，以商业钛板为基底，在其表面设计并制备Nb、Ta和Ti等不同金属涂层，通过模拟工况下的腐蚀行为和腐蚀前后导电性能的研究，探究腐蚀界面演变规律，对比发现Nb涂层由于NbO₂的生成表现出最低的ICR。因此，进一步调控关键工艺参数优化Nb涂层微观结构，结果表明，偏压为100V时的粗糙度和晶粒尺寸最小，电化学测试表现出优异的耐腐蚀性能，极化电阻高达223 KΩ，孔隙率仅为3%。此外，细小的晶粒尺寸也有效增加了活性位点数量，从而促进了钝化膜中NbO₂相的形成，减缓了ICR的增加速度，并且O^2-和SO₄^2-在涂层表面的竞争性吸附降低了O²⁻在低pH电解质中的扩散速率，阻碍钝化膜的形成。研究工作将为PEM电解水制氢钛双极板表面的改性防护设计和商业化应用提供实验基础。
 

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