质子交换膜燃料电池的低成本双极板涂层制造技术

一种用于燃料电池的将亲水且导电层沉积到双极板基材上的单步骤方法。该方法包括在合适的溶剂，例如乙醇中混合导电材料，例如金粒子，以及亲水材料，例如二氧化硅粒子的溶液。然后通过任何合适的低成本方法将该溶液沉积到双极板基材上。一旦溶液干燥且乙醇蒸发后，导电且亲水粒子的薄层即保留在基材上。在一个实施方案中，导电粒子显著大于亲水粒子从而同时提供理想的亲水性和低的接触电阻。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及燃料电池的双极板，更具体涉及一种在燃料电池双极板上沉积亲水且导电层的方法，是一种低成本的单步骤方法。
技术介绍
氢是一种非常有吸引力的燃料，因为它是清洁的并且能够用于在燃料电池中有效地产生电。氢燃料电池是一种电化学装置，其包括阳极和阴极以及位于其间的电解质。阳极接收氢气而阴极接收氧或空气。在阳极中氢气分解产生自由质子和电子，质子穿过电解质到达阴极。质子在阴极中与氧和电子发生反应而产生水。来自阳极的电子不能通过电解质，因此在传送到阴极之前被引导通过负载来进行工作。质子交换膜燃料电池(PEMFC)是用于车辆的通用燃料电池。PEMFC通常包括固相聚合物电解质质子导电膜，例如全氟磺酸膜。阳极和阴极一般包括负载在碳颗粒上并且与离聚物混合的精细分散的催化颗粒，通常是铂(Pt)。催化混合物沉积在膜的相对侧面上。阳极催化混合物、阴极催化混合物和膜的组合形成膜电极组件(MEA)。MEAs的高效运行需要特定条件，包括合适的水管理和润湿。一些燃料电池典型地组合成燃料电池组(fuel cell stack)以产生所期望的电力。对于上述汽车燃料电池组来说，电池组可以包括两百块或更多的燃料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于燃料电池的将导电且亲水层沉积到双极板基材上的方法，该方法包括：提供包含分散于溶剂中的导电粒子的溶液；提供包含分散于溶剂中的亲水粒子的溶液；混合导电粒子的溶液和亲水粒子的溶液；将混合溶液沉积到双极板基材上；以及使溶液干燥以蒸发溶剂并提供导电且亲水粒子的膜。

【技术特征摘要】
US 2006-6-27 11/4756761、一种用于燃料电池的将导电且亲水层沉积到双极板基材上的方法，该方法包括：提供包含分散于溶剂中的导电粒子的溶液；提供包含分散于溶剂中的亲水粒子的溶液；混合导电粒子的溶液和亲水粒子的溶液；将混合溶液沉积到双极板基材上；以及使溶液干燥以蒸发溶剂并提供导电且亲水粒子的膜。2、根据权利要求1的方法，其中提供导电粒子的溶液包括提供分散于醇溶剂中的金粒子的溶液。3、根据权利要求1的方法，其中提供亲水粒子的溶液包括提供分散于醇溶剂中的二氧化硅粒子的溶液。4、根据权利要求1的方法，其中导电粒子在尺寸上远大于亲水粒子。5、根据权利要求4的方法，其中导电粒子具有微米级范围的直径而亲水粒子具有20-50纳米范围内的直径。6、根据权利要求1的方法，其中干燥的膜具有100-200纳米范围内的厚度。7、根据权利要求1的方法，其中双极板基材为不锈钢基材。8、根据权利要求1的方法，其中提供亲水粒子的溶液包括提供选自二氧化钛、二氧化铪、二氧化锆、氧化铝、氧化锡、五氧化二钽、五氧化二铌、二氧化钼、二氧化铱、二氧化钌及它们的混合物的亲水粒子的溶液。9、根据权利要求1的方法，其中提供亲水粒子的溶液和提供导电粒子的溶液包括提供选自掺杂了氟的氧化锡、掺杂了锑的氧化锡、掺杂了铟的氧化锡、掺杂了钽的氧化钛以及掺杂了铌的氧化钛的溶液。10、根据权利要求1的方法，其中提供溶液、混合溶液以及干燥该混合溶液包括使用溶胶凝胶技术。11、根据权利要求1的方法，其中提供包含分散于溶剂中的导...

【专利技术属性】
技术研发人员：G维亚斯，U劳，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]