一种燃料电池金属双极板涂层及制备技术制造技术

技术编号:21897187 阅读:115 留言:0更新日期:2019-08-17 16:39
一种用于燃料电池金属双极板的导电耐腐蚀涂层及制备技术,其包括金属基底和导电耐腐蚀涂层,该涂层沉积在所述金属基底上且至少部分覆盖所述金属基底。还公开了一种制造这种包含涂层的金属双极板的方法。金属基底为纯钛,涂层是由包含Ti、C、N三种元素的复合过渡层和类石墨(GLC)表层组成的复合材料。导电耐腐蚀涂层的沉积工艺为高功率脉冲磁控溅射(HPIMS)。

A Metal Bipolar Plate Coating for Fuel Cell and Its Preparation Technology

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池金属双极板涂层及制备技术
本专利技术涉及燃料电池
,尤其涉及燃料电池金属双极板制造技术。技术背景质子交换膜燃料电池(缩写PEMFC)是燃料电池的一种类型,其工作原理是氢气和氧气分别通入两侧均带有催化剂的质子交换膜的两侧,形成电势差,当外电路被连通时,电极(催化剂)上分别发生得失电子的反应(氧化还原反应),从而产生可以被利用的电流。由于其工作温度在常温区间,氢气来源广泛,效率高于传统内燃机,再加上各零部件生产制造技术相对成熟,因此,被认为是最适合在交通工具上使用的新型动力源。PEMFC的结构主要包括膜电极组件(MEA)、双极板(BBP)、集流体、端板等。在PEMFC运行过程中,双极板的作用是支撑MEA、集流、导热、气体分配、隔绝燃料和氧化剂,由于目前采用的质子交换膜多为全氟磺酸膜,其分子支链的链端是具有强氧化性的磺酸基团;同时,由于全氟磺酸膜在燃料电池使用过程中存在降解的现象,会释放出氟离子,因此在燃料电池工作环境中,双极板要能够耐受pH=2~3的磺酸、约0.1ppm浓度的氢氟酸以及约80℃的环境条件,这对双极板的耐腐蚀性提出了极高的要求。传统石墨材质的双极板表现本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于燃料电池金属双极板的导电耐腐蚀涂层及制备技术,其包括金属基底和导电耐腐蚀涂层,其形成在所述金属基底上且至少部分覆盖所述金属基底,其特征在于所述金属基底为纯钛1,其厚度为0.05~0.15mm。所述导电耐腐蚀涂层为两层复合结构,包含由Ti、C、N三种元素组成的复合过渡层2和由纯碳元素组成的类石墨(GLC)表层3,其中复合过渡层分别与金属基底和类石墨表层紧密结合,形成层状结构(图1)。

【技术特征摘要】
1.一种用于燃料电池金属双极板的导电耐腐蚀涂层及制备技术,其包括金属基底和导电耐腐蚀涂层,其形成在所述金属基底上且至少部分覆盖所述金属基底,其特征在于所述金属基底为纯钛1,其厚度为0.05~0.15mm。所述导电耐腐蚀涂层为两层复合结构,包含由Ti、C、N三种元素组成的复合过渡层2和由纯碳元素组成的类石墨(GLC)表层3,其中复合过渡层分别与金属基底和类石墨表层紧密结合,形成层状结构(图1)。2.如权利要求1所述导电耐腐蚀涂层,其特征在于所述三元素复合过渡层2中,Ti的原子数量百分比为30~70%,C原子的原子数量百分比为30~60%,N原子的原子数量百分比为1~30%。3.一种制造方法权利要求,其特征在于所述制造方法包括,提供金属基底和在所述基底上沉积导电耐腐蚀涂层,使得所述金属基底至少部分被所述导电耐腐蚀涂层所覆盖,其特征在于所述导电耐腐蚀涂层为含Ti、C、N三种元素的复合过渡层和类石墨层(GLC)表层形成的复合材料。4.如权利要求3所述方法,其特征在于所述导电耐腐蚀涂层通过磁控溅射方法形成,优选高功率脉冲磁控溅射(HIPIMS)形成。5.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员:杜谦龚兴军胡玉凤
申请(专利权)人:北京中氢绿能科技有限公司
类型:发明
国别省市:北京,11

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