[發明專利]用于燃料電池的隔膜及用于制造其的方法

有效

• 申請號: 201610251438.6
• 申請日: 2016-04-21
• 公開（公告）號: CN106711473B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 崔光勛;洪雄杓;徐知延;呂寅雄;金甫炅;樸貞研;雅庫普·格努呂;桑賈伊·馬瑟;安德列亞斯·梅滕博格;托馬斯·菲舍爾
• 申請（專利權）人: 現代自動車株式會社;科隆大學
• 主分類號: H01M8/0228
• 分類號: H01M8/0228;H01M8/0289
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 陳鵬;李靜

1.一種用于燃料電池的隔膜，包括：

基底層；

設置在所述基底層一側或兩側的第一金屬碳化物涂層；

設置在所述第一金屬碳化物涂層之上的金屬涂層；

設置在所述金屬涂層之上的第二金屬碳化物涂層；以及

設置在所述金屬涂層和所述第二金屬碳化物涂層之間的石墨烯或石墨涂層，

其中，所述第二金屬碳化物涂層的厚度為70nm至200nm。

2.根據權利要求1所述的隔膜，其中，所述第一金屬碳化物涂層和所述第二金屬碳化物涂層分別包含選自碳化鈦、碳化鉻、碳化鉬、碳化鎢、碳化鈮、碳化釩、或它們的組合的材料。

3.根據權利要求2所述的隔膜，其中，所述第一金屬碳化物涂層和所述第二金屬碳化物涂層兩者為碳化鈦。

4.根據權利要求2所述的隔膜，其中，所述金屬涂層包含選自Cu、Ni、W、Co、Fe、Ru、Ir、Pd、Pt、或它們的組合的材料。

5.根據權利要求2所述的隔膜，其中，所述第一金屬碳化物涂層的厚度為100nm至1000nm。

6.根據權利要求5所述的隔膜，其中，所述金屬涂層的厚度為100nm至1000nm。

7.根據權利要求1所述的隔膜，其中，所述石墨烯或石墨涂層的厚度小于10nm。

8.一種制造用于燃料電池的隔膜的方法，包括：

在基底材料之上形成第一金屬碳化物涂層；

在所述第一金屬碳化物涂層之上形成金屬涂層；以及

在所述金屬涂層之上形成第二金屬碳化物涂層，

所述方法進一步包括：在所述形成金屬涂層的步驟之后并且在所述形成第二金屬碳化物涂層的步驟之前，形成石墨烯或石墨涂層，

其中，所述第二金屬碳化物涂層的厚度為70nm至200nm。

9.根據權利要求8所述的方法，其中，所述形成第一金屬碳化物涂層的步驟包括：

通過蒸發第一前體產生第一前體氣體；

將含有所述第一前體氣體、活性氣體、和含碳氣體的第一金屬碳化物涂層形成氣體引入反應室中；以及

通過向所述反應室施加電壓將所述第一金屬碳化物涂層形成氣體變為等離子態，在基底材料上形成所述第一金屬碳化物涂層。

10.根據權利要求9所述的方法，其中，所述形成第二金屬碳化物涂層的步驟包括：

通過蒸發第二前體制備第二前體氣體；

將含有所述第二前體氣體、活性氣體、和含碳氣體的第二金屬碳化物涂層形成氣體引入反應室中；以及

通過向所述反應室施加電壓將所述第二金屬碳化物涂層形成氣體變為等離子態，在所述基底材料上形成所述第二金屬碳化物涂層。

11.根據權利要求10所述的方法，其中，所述第一前體和所述第二前體分別為選自由化學式1表示的化合物、由化學式2表示的化合物、以及它們的組合的材料：

[化學式1]

其中，M¹表示選自Ti、Cr、Mo、W、或Nb的材料，

R¹至R³獨立地表示取代或未取代的C1至C10烷基，

L¹至L³獨立地是-O-或-S-，并且n表示0或1

[化學式2]

其中，M²表示Ti、Cr、Mo、W、或Nb；

R¹至R³獨立地表示取代或未取代的C1至C10烷基，

R⁴至R⁹獨立地選自氫、重氫、或取代或未取代的C1至C10烷基，并且

L⁴至L⁶獨立地是-O-或-S-。