[發明專利]一種質子交換膜燃料電池雙極板及其制備方法有效
| 申請號： | 201811156859.6 | 申請日： | 2018-09-30 |
| 公開（公告）號： | CN109301259B | 公開（公告）日： | 2020-12-01 |
| 發明（設計）人： | 孫德恩;何帥 | 申請（專利權）人： | 重慶大學 |
| 主分類號： | H01M4/86 | 分類號： | H01M4/86;H01M4/88;C23C14/06;C23C14/35 |
| 代理公司： | 北京集佳知識產權代理有限公司 11227 | 代理人： | 任美玲;趙青朵 |
| 地址： | 400044 *** | 國省代碼： | 重慶;50 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 質子 交換 燃料電池 極板 及其 制備 方法 | ||
1.一種質子交換膜燃料電池雙極板，其特征在于，由不銹鋼基材以及依次復合于所述不銹鋼基材表面的Cr結合層和Cr、N共摻雜類金剛石薄膜制備而成；所述Cr、N共摻雜類金剛石薄膜為非晶態的C、CN、Cr2N與晶體CrN相結合的薄膜。
2.根據權利要求1所述的雙極板，其特征在于，所述Cr、N共摻雜類金剛石薄膜為高sp2含量的Cr、N共摻雜類金剛石薄膜。
3.根據權利要求1所述的雙極板，其特征在于，所述Cr、N共摻雜類金剛石薄膜的厚度為1～1.5μm。
4.根據權利要求1所述的雙極板，其特征在于，所述不銹鋼基材為SS316L不銹鋼基材。
5.一種如權利要求1～4任意一項所述的雙極板的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
A)在真空條件下，以氬氣為工作氣體，用Cr靶在清洗后的經過前處理的不銹鋼基材表面沉積Cr結合層；
B)以氬氣為工作氣體，氮氣為反應氣體，用Cr靶和C靶在所述Cr結合層表面沉積Cr、N共摻雜類金剛石薄膜，得到質子交換膜燃料電池雙極板。
6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述清洗后的經過前處理的不銹鋼基材的制備方法為：
將不銹鋼基材進行熱處理，所述熱處理的過程為：先升溫到250～300℃，保溫30～60min后，再降低至90～120℃；
將經過熱處理的不銹鋼基材進行清洗，所述清洗為在真空條件下進行等離子體清洗，所述等離子體清洗的氬氣流量為35～50sccm，真空度在0.3～0.7Pa，離子源1～1.5A，脈沖偏壓50～100V，清洗時間10～15min。
7.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟A)中，真空度0.5～1Pa，Cr靶功率為1～1.8kW，沉積時間1～2min。
8.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟B)中，所述Cr靶功率為60～120W，氮氣流量為4～6sccm，真空度為0.5～1Pa，離子源0.5～1.5A，脈沖偏壓50～100V，沉積時間3～4h。
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