[發明專利]一種質子交換膜燃料電池的流場板

有效

• 申請號: 201810666630.0
• 申請日: 2018-06-26
• 公開（公告）號: CN108832153B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 李榮旭
• 申請（專利權）人: 山東亞泰新材料科技有限公司
• 主分類號: H01M8/0228
• 分類號: H01M8/0228;H01M8/0213;H01M8/0221;H01M8/0206
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• 代理人: 暫無信息

1.一種質子交換膜燃料電池的流場板，其特征在于，包括金屬基板和設置于所述金屬基板上的涂層；所述金屬基板為鋁制流場板，所述涂層包括防腐涂層、聚乙炔層和石墨烯金屬復合膜；所述石墨烯金屬復合膜中的金屬是銅、鎳、錳、鋅、銀；所述鋁制流場板厚度為100-200um，所述鋁制流場板上設有流道；所述防腐涂層為在所述鋁制流場板表面形成的致密石墨烯涂層；所述聚乙炔層和所述石墨烯金屬復合膜交替重復設置在所述防腐涂層外側，重復的次數為3-8次；

其中，所述鋁制流場板放入含有濃度為1-100mmol/L的四羥基合鋁酸根離子的0.05-5mg/ml的氧化石墨烯水溶液中浸漬2-24小時，浸漬溫度為20-100℃；取出干燥后在浸漬于20-160g/L的次磷酸鈉溶液中處理2-24小時，處理溫度為20-100℃；取出后清洗干燥，即在所述鋁制流場板表面形成了致密石墨烯涂層；

將形成了致密石墨烯涂層的鋁制流場板放入丙酮溶液中，采用三極電體系，以形成了致密石墨烯涂層的鋁制流場板為工作電極，通入乙炔氣，電流低電位為-1.5V，電流密度為30mA/cm²，極化時間為150-220s，在形成了致密石墨烯涂層的所述鋁制流場板上形成聚乙炔層；

在單層氧化石墨烯溶液中加入預定濃度的金屬離子水溶液，以具有聚乙炔層的致密石墨烯涂層的鋁制流場板和鉑片分別做陽極和陰極，用直流穩壓電源提高20V電壓，電泳1min，在陽極具有聚乙炔層的致密石墨烯涂層的鋁制流場板上形成一層薄膜，在真空箱中40℃脫水烘干，得到電化學沉積氧化石墨烯薄膜；然后將帶聚乙炔層、致密石墨烯涂層、電化學沉積氧化石墨烯薄膜的鋁制流場板置入管式石英爐中高溫氫氧還原，使得金屬精細顆粒嵌入石墨烯復合膜;

所述石墨烯金屬復合膜呈現有序、致密的石墨烯層狀結構，石墨烯膜與膜之間存在共價鍵，邊緣及缺陷處存在大量球形或半球形金屬精細顆粒，顆粒直徑處于5-300nm之間，金屬元素院子個數與碳原子的個數比為0.5-10%。

2.如權利要求1所述的質子交換膜燃料電池的流場板，其特征在于，所述四羥基合鋁酸根離子的濃度為3-80mmol/L；所述氧化石墨烯水溶液額濃度為0.1-3mg/mL；所述鋁制流場板在該溶液中的浸漬溫度為30-90℃，浸漬時間為3-18小時。

3.如權利要求1所述的質子交換膜燃料電池的流場板，其特征在于，所述次磷酸鈉溶液的濃度為30-120g/L；所述鋁制流場板在該溶液中的處理溫度為40-180℃，處理時間為4-18小時。

4.如權利要求1所述的質子交換膜燃料電池的流場板，其特征在于，所述涂層的厚度為180-210nm。