类金刚石改性的聚合物电解质膜燃料电池金属双极板及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种类金刚石改性的聚合物电解质膜燃料电池金属双极板，由通过线性离子束技术制备的类金刚石表面改性层和金属基体组成。该制备方法工艺成熟、可连续生产、改性层生长均匀、不损害基体强度等性能，能实现双极板规模批量生产。类金刚石改性层具有良好的耐腐蚀性、表面导电性和疏水性，可以大幅度提高聚合物电解质膜燃料电池的使用性能，对于推动燃料电池商业化应用具有重要意义。

Diamond-like carbon modified polymer electrolyte membrane fuel cell metal double polar plate and preparation method thereof

The present invention provides a kind of diamond modified polymer electrolyte membrane fuel cell metal bipolar plate, comprising a diamond surface modified layer prepared by linear ion beam technology and a metal matrix. The preparation method has the advantages of mature process, continuous production, uniform growth of the modified layer, no damage to the strength of the substrate, etc., and the bipolar plate can be produced on a large scale. DLC modified layer has good corrosion resistance, surface conductivity and hydrophobic performance, can greatly improve the polymer electrolyte membrane fuel cell, which is of great significance for promoting the commercial application of fuel cell.

【技术实现步骤摘要】
类金刚石改性的聚合物电解质膜燃料电池金属双极板及其制备方法
本专利技术属于燃料电池
特别涉及聚合物电解质膜燃料电池金属双极板及其表面改性。
技术介绍
聚合物电解质膜燃料电池具有能量转化效率高、寿命长、工作温度低、环境友好和低温快速启动等特点，是一种军民通用的可移动电源，尤其适合建设分散电站和用作交通运输工具的动力源。然而，相对较高的成本、重量和体积等诸多因素在很大程度上限制了聚合物电解质膜燃料电池的规模商业化生产和应用。因此，降低其各组件材料和制备成本一直是各国政府和研究者关注和急待解决的热点问题。作为聚合物电解质膜燃料电池的多功能组件之一，双极板的功能主要包括分隔反应气体、集流导电、支撑膜电极、为反应气体提供通道并使其分布均匀、方便电池组的水热管理。石墨具有良好的导电性和化学稳定性，是一种理想的聚合物电解质膜燃料电池双极板材料。然而，高脆性、低强度以及结构疏松多孔等不足使其难以生产低重量、低体积的高性能燃料电池组。此外，在石墨板表面加工流场时所需工艺复杂且费用高昂，约占聚合物电解质膜燃料电池总成本的80％左右。与传统石墨相比，金属材料在强韧性、导电性和气密性等方面具有明显优本文档来自技高网...

【技术保护点】
类金刚石改性的聚合物电解质膜燃料电池金属双极板制备方法，其特征在于：在金属基体表面制备类金刚石改性层；采用线性离子束技术按照以下步骤制备：1)预处理：金属基体经400～1500

【技术特征摘要】
1.类金刚石改性的聚合物电解质膜燃料电池金属双极板制备方法，其特征在于：在金属基体表面制备类金刚石改性层；采用线性离子束技术按照以下步骤制备：1)预处理：金属基体经400～1500#砂纸依次打磨，用金刚石研磨膏抛光；依次置于丙酮、酒精溶液中用超声波清洗10min，干燥备用；2)将上述预处理后的金属基体放入样品室，当样品室内真空度达到2.2×10-5Torr时，通入氩气对金属基体表面进行离子轰击以清洁其表面，时间为30min；3)类金刚石改性层制备：通入碳氢化合物气体，流量为40sccm，压力为1.2×10-4Torr，离子束电流为0.2A，离子束电压为1100V，衬底偏压为-...

【专利技术属性】
技术研发人员：田如锦，
申请(专利权)人：大连交通大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21