一种PEM电解槽双极板表面分区涂层的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种PEM电解槽双极板表面分区涂层的制备方法，包括以下步骤：A)将双极板进行预清洗处理；B)屏蔽步骤A)得到的双极板流道区域的脊侧面和底面；C)在步骤B)得到的双极板流道区域的脊上区域进行电镀。本申请提供了一种PEM电解槽双极板表面分区涂层的制备方法，其通过对双极板流道区域的脊侧面和底面进行屏蔽，仅对脊上区域进行电镀，实现了双极板涂层分区制备，降低了贵金属总用量，且保证了双极板的电阻率和电解性能。双极板的电阻率和电解性能。

【技术实现步骤摘要】
一种PEM电解槽双极板表面分区涂层的制备方法


[0001]本专利技术涉及PEM电解槽涂层
，尤其涉及一种PEM电解槽双极板表面分区涂层的制备方法。

技术介绍

[0002]因PEM电解槽运行电压均＞1.5V，目前PEM电解槽涂层技术中，双极板基材为纯钛材质，采用电镀或磁控溅射技术在表面加工0.02～0.1mm厚铂涂层，铂涂层分布区域为双极板流道区域全部面积。另有电镀或磁控溅射加工金涂层，刷镀烧结主要成分为氧化铱、氧化钌的贵金属氧化物涂层等。
[0003]加工贵金属涂层的价格超过10000元/m2，成本过高，贵金属涂层分布在双极板流道区域全部面积内，因此电解槽内贵金属用量较高。但是，电解槽中起作用的区域主要集中在双极板流道的脊上区域，脊侧面及底面的贵金属未发挥关键作用。
[0004]因此，现有技术均为将涂层制备为覆盖双极板表面全部区域，尚无分区涂层应用案例。

技术实现思路

[0005]本专利技术解决的技术问题在于提供一种PEM电解槽双极板表面分区涂层的制备方法，该制备方法使得双极板具有优异的电阻率和电解性能，同时降低了贵金属总用量。
[0006]有鉴于此，本申请提供了一种PEM电解槽双极板表面分区涂层的制备方法，包括以下步骤：
[0007]A)将双极板进行预清洗处理；
[0008]B)屏蔽步骤A)得到的双极板流道区域的脊侧面和底面；
[0009]C)在步骤B)得到的双极板流道区域的脊上区域进行电镀。
[0010]优选的，所述预清洗处理的过程具体为：
[0011]将双极板放入酸液中浸泡，再采用清水清洗；
[0012]所述酸液选自1～15wt％的硫酸溶液、1～30wt％的盐酸溶液或2～20wt％的草酸溶液；所述酸液的温度为20～60℃，所述浸泡的时间为3～30min。
[0013]优选的，所述步骤B)具体为：
[0014]将电镀屏蔽液涂覆于双极板流道区域的脊侧面和底面，固化，得到屏蔽膜。
[0015]优选的，步骤B)具体为：
[0016]在双极板流道区域的脊侧面和底面制备硅胶，且硅胶上表面低于流道脊上区域表面0.02～0.2mm，固化；
[0017]在双极板的边缘区域刷涂电镀屏蔽液，固化。
[0018]优选的，步骤B)具体为：
[0019]在双极板流道区域的脊上区域制备硅胶，固化；
[0020]在双极板的边缘区域刷涂电镀屏蔽液，固化；
[0021]在双极板流道区域的脊侧面和底面制备钝化层；
[0022]将双极板流道区域的脊上区域的硅胶剥离。
[0023]优选的，步骤B)具体为：
[0024]利用屏蔽工装屏蔽双极板流道区域的脊上区域，再在双极板流道区域的脊侧面和底面喷涂屏蔽液，固化；去除屏蔽工装；
[0025]或，利用与双极板流道形状相同的绝缘板覆盖流道区域的脊侧面和底面；
[0026]或，利用胶带粘贴于双极板流道区域的脊侧面和底面。
[0027]优选的，所述屏蔽液为电镀阻镀胶。
[0028]优选的，所述钝化层采用原子层沉积或磁控溅射法制备，所述钝化层为TiO2层、Ta2O5层或NbO2层；所述钝化层的厚度为100～500nm。
[0029]优选的，所述电镀的材料选自铂或金。
[0030]优选的，所述电镀的电镀层厚度为0.05～50μm。
[0031]本申请提供了一种PEM电解槽双极板表面分区涂层的制备方法，其首先将双极板进行预清洗处理，再屏蔽双极板流道区域的脊侧面和底面，然后在得到的双极板流道区域的脊上区域进行电镀。本申请对双极板流道区域进行分区涂层，仅在脊上区域制备涂层，而脊侧面及流道底面不制备涂层，因此降低了贵金属的总用量，且使得双极板具有优异的电阻率和电解性能。
附图说明
[0032]图1为本专利技术实施例制备的双极板的电阻率曲线图；
[0033]图2为本专利技术实施例制备的双极板的电解性能曲线图。
具体实施方式
[0034]为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。
[0035]鉴于现有技术中双极板内贵金属用量高的技术问题时，本申请提供了一种PEM电解槽双极板表面分区涂层的制备方法，其通过对不制备涂层区域进行屏蔽，仅对涂层区域进行电镀，实现了双极板涂层分区制备，降低了贵金属总用量，且保证了双极板的电阻率和电解性能。具体的，本专利技术实施例公开了一种PEM电解槽双极板表面分区涂层的制备方法，包括以下步骤：
[0036]A)将双极板进行预清洗处理；
[0037]B)屏蔽步骤A)得到的双极板流道区域的脊侧面和底面；
[0038]C)在步骤B)得到的双极板流道区域的脊上区域进行电镀。
[0039]具体的，本申请首先将双极板进行预清洗处理，所述预清洗处理以去除双极板表面的氧化层。所述预清洗处理具体为：
[0040]将双极板在酸液中浸泡，再采用清水清洗；
[0041]所述酸液选自1～15wt％的硫酸溶液、1～30wt％的盐酸溶液或2～20wt％的草酸溶液；所述酸液的温度为20～60℃，所述浸泡的时间为3～30min。
[0042]在上述预清洗处理中，所述酸液中浸泡以去除双极板表面的氧化层，所述浸泡的时间为3～30min，更具体地，所述硫酸溶液的浓度为5～10wt％，所述盐酸溶液的浓度为4～22wt％，所述草酸溶液的浓度为5～15wt％。所述清水清洗以洗去双极板表面的残余溶液。
[0043]本申请然后将预清洗处理后的双极板进行分区涂层的制备，具体是屏蔽双极板流道区域的脊侧面和底面；所述屏蔽双极板流道区域的脊侧面和底面的方式有多种，示例的如下方案一～方案六；
[0044]方案一：将电镀屏蔽液涂覆于双极板流道区域的脊侧面和底面，静置，得到屏蔽膜。
[0045]在此方案中，采用丝网印刷技术将电镀屏蔽液刷涂于双极板流道区域的脊侧面和底面，然后固化，即得到屏蔽膜；所述固化的方式为室温静置1～12h，或放入烘箱中于50～150℃加热烘干。为了实现屏蔽膜的屏蔽效果，所述屏蔽膜的厚度为0.2～0.4mm，可通过反复刷涂屏蔽液达到上述厚度。在本申请中，所述电镀屏蔽液具体为电镀阻镀胶。
[0046]方案二：在双极板流道区域的脊侧面和底面制备硅胶，且硅胶上表面低于流道脊上区域表面0.02～0.2mm，固化；
[0047]在双极板的边缘区域刷涂电镀屏蔽液，固化。
[0048]在此方案中，优选采用点胶机在双极板流道区域的脊侧面和底面制备硅胶，以使流道表面即流道区域的脊上区域暴露，流道内硅胶上表面低于流道上表面0.02～0.2mm；所述硅胶的固化方式为室温下静置2～24h。双极板边缘区域的电镀屏蔽液的固化方式也是室温下静置1～12h。在本申请中，所述电镀屏蔽液具体为电镀阻镀胶。
[0049]方案三：在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PEM电解槽双极板表面分区涂层的制备方法，包括以下步骤：A)将双极板进行预清洗处理；B)屏蔽步骤A)得到的双极板流道区域的脊侧面和底面；C)在步骤B)得到的双极板流道区域的脊上区域进行电镀。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述预清洗处理的过程具体为：将双极板放入酸液中浸泡，再采用清水清洗；所述酸液选自1～15wt％的硫酸溶液、1～30wt％的盐酸溶液或2～20wt％的草酸溶液；所述酸液的温度为20～60℃，所述浸泡的时间为3～30min。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤B)具体为：将电镀屏蔽液涂覆于双极板流道区域的脊侧面和底面，固化，得到屏蔽膜。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤B)具体为：在双极板流道区域的脊侧面和底面制备硅胶，且硅胶上表面低于流道脊上区域表面0.02～0.2mm，固化；在双极板的边缘区域刷涂电镀屏蔽液，固化。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤B)具体为：在双极...

【专利技术属性】
技术研发人员：范芷萱，魏广科，
申请(专利权)人：阳光氢能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：