[發明專利]燃料電池及其制備方法

有效

• 申請號: 201711108387.2
• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN109244513B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 宋愈正;金元中;全基雄;鄭連植
• 申請（專利權）人: 現代自動車株式會社;起亞自動車株式會社;韓國科學技術院
• 主分類號: H01M8/1018
• 分類號: H01M8/1018;H01M8/1069;H01M8/0612
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;唐瑞庭

1.一種燃料電池，其包括：

用于向燃料電池堆供應氫氣的燃料供應單元；

用于向燃料電池堆供應空氣的空氣供應單元；以及

使用由燃料供應單元和空氣供應單元供應的氫氣和空氣來產生能量的燃料電池堆，

其中燃料電池堆具有網狀結構并且包括含0.1至1重量％的聚環氧乙烷PEO的導電聚合物電極，所述聚環氧乙烷具有1000至6000kg/mol的分子量。

2.根據權利要求1所述的燃料電池，其中導電聚合物包含選自聚苯胺、聚(鄰-甲氧基苯胺)、聚吡咯、聚(3,4-亞乙基二氧噻吩)、聚噻吩、聚(對-亞苯基)、聚(3-己基噻吩-2,5-二基)、聚(3-甲基噻吩)和聚(對-亞苯基亞乙烯基)中的至少一種。

3.根據權利要求1所述的燃料電池，其中網狀結構具有50nm至2μm的周期，20nm至500nm的通道直徑，0.2μm至1.6μm的深度，以及0.5至3的縱橫比。

4.一種制備燃料電池的方法，其包括以下步驟：

使用含0.1重量％至1重量％的聚環氧乙烷PEO的導電聚合物混合物制備導電聚合物膜，所述聚環氧乙烷具有1000至6000kg/mol的分子量；以及

處理導電聚合物膜以使得導電聚合物膜具有網狀形狀。

5.根據權利要求4所述的制備燃料電池的方法，其中導電聚合物包含選自聚苯胺、聚(鄰-甲氧基苯胺)、聚吡咯、聚(3,4-亞乙基二氧噻吩)、聚噻吩、聚(對-亞苯基)、聚(3-己基噻吩-2,5-二基)、聚(3-甲基噻吩)和聚(對-亞苯基亞乙烯基)中的至少一種。

6.根據權利要求4所述的制備燃料電池的方法，其中制備導電聚合物膜的步驟包括：

制備包含導電聚合物和PEO的混合物；以及

旋轉涂布所制得的混合物。

7.根據權利要求6所述的制備燃料電池的方法，其還包括酸處理。

8.根據權利要求6所述的制備燃料電池的方法，其中旋轉涂布的步驟包括以800rpm的速度旋轉涂布混合物40秒。

9.根據權利要求6所述的制備燃料電池的方法，其中制備導電聚合物膜的步驟還包括干燥和熱處理，以改進導電聚合物膜對水的穩定性。

10.根據權利要求4所述的制備燃料電池的方法，其中處理導電聚合物膜的步驟包括：

在導電聚合物膜的一個表面上制備網狀形狀的掩模；以及

對其上制備有掩模的導電聚合物膜進行蝕刻以產生網狀形狀的電極。

11.根據權利要求10所述的制備燃料電池的方法，其中處理導電聚合物膜的步驟還包括使用納米轉移印刷工藝制備網狀類型的掩模。

12.根據權利要求10所述的制備燃料電池的方法，其中蝕刻導電聚合物膜的步驟包括用100W的源功率和70至80W的偏置功率蝕刻導電聚合物膜50至200秒。

13.根據權利要求4所述的制備燃料電池的方法，其還包括將經處理的導電聚合物電極安裝在分隔板上。