具有纳米至微米范围内的周期性表面结构的隔板制造技术

本发明专利技术涉及用于电化学系统(1)的隔板(2a，2b)，其中，隔板(2a，2b)在至少一些区域中具有平均空间周期(Px，Py)小于10μm的周期性表面结构(40)。本发明专利技术另外涉及一种生产用于电化学系统(1)的隔板(2a，2b)的方法，所述方法包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
具有纳米至微米范围内的周期性表面结构的隔板


[0001]本专利技术涉及一种用于电化学系统的隔板以及生产该隔板的方法。电化学系统具体可以是燃料电池系统、电化学压缩机、电解器或氧化还原液流电池。

技术介绍

[0002]取决于应用领域，隔板可以具有不同功能。另一方面，其用于确保与邻接层的导电连接，邻接层可以是例如气体扩散层。另一方面，隔板通常用于提供/取出反应物和/或反应产物，并且通常提供通道结构用于该目的。此外，反应热可以借助于隔板带走，例如借助于冷却剂带走。特别是对于移动应用(例如机动车辆)，可能期望由金属制造隔板，因为与其他材料相比，机械稳定性更高的金属允许更紧凑的燃料电池和燃料电池堆设计。
[0003]然而，从经济的角度来看合适且具有足够耐腐蚀性以承受通常存在于燃料电池中的侵蚀性条件的金属会产生问题，该金属往往会钝化。例如，不锈钢形成了氧化铬的钝化层，其首先会产生耐蚀性。然而，钝化层导致在接触表面上的电接触电阻显著增加，从而在一定程度上不利地影响了隔板建立低损耗电连接的功能。所述侵蚀性反应条件也对隔板的使用寿命具有负面影响。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于电化学系统(1)的隔板(2a，2b)，其中，隔板(2a，2b)在至少一些区域中具有平均空间周期(Px，Py)小于10μm的周期性表面结构(40)。2.如权利要求1所述的隔板(2a，2b)，其中，表面结构(40)包括基本彼此平行延伸的凹陷。3.如权利要求2所述的隔板(2a，2b)，其中，凹陷具有如下特性：深度(t)为至少8nm、优选至少50nm，并且/或者至多0.5μm、优选至多0.25μm；并且/或者宽度(b)为至少0.1μm并且/或者最多2μm；并且/或者一个空间方向(x，y)上的周期(Px，Py)为至少0.3μm并且/或者至多3μm，优选至多1.5μm。4.如前述权利要求中任一项所述的隔板(2a，2b)，其中，在周期性表面结构的区域中，隔板通过激光进行表面处理。5.如前述权利要求中任一项所述的隔板(2a，2b)，其中，表面结构(40)在一个空间方向(x，y)上相对于彼此进行周期性地设置。6.如前述权利要求中任一项所述的隔板(2a，2b)，其中，在周期性表面结构(40)的区域中的表面材料的氧含量大于周期性表面结构(40)之外。7.如前述权利要求中任一项所述的隔板(2a，2b)，其中，设置有周期性表面结构(40)的区域的至少一些区段中至少设置有涂层，特别是设置有提高电导率的涂层。8.如前述权利要求中任一项所述的隔板(2a，2b)，其中，所述涂层包含一种或多种以下物质或由一种或多种所述物质或其合金组成：导电氧化物，碳、优选导电碳层，贵金属，金属，金属氮化物，金属碳化物，金属硼化物，金属硅化物和/或碳化硅，所述贵金属为例如Au、Ag或Pt，所述金属为例如Ti或Cr，所述金属氮化物尤其是TiN、CrN、Cr2N。9.如前述权利要求中任一项所述的隔板(2a，2b)，所述隔板具有多个幅材(15)和形成于幅材(15)之间的通道(16)，其中，幅材(15)至少在一些区段中具有表面结构(40)，并且/或者，后幅材(19)形成于与通道(16)相反的隔板表面上，后幅材(19)至少在一些区段中具有表面结构(40)。10.双极板(2)，其包括如前述权利要求中任一项所述的两个隔板(2a，2b)，其中，幅材(15)形成用于抵靠扩散层(27)的接触表面，并且/或者后幅材(19)形成用于彼此抵靠的...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：莱茵兹密封垫有限公司，
类型：发明
国别省市：