[发明专利]具有包括纳米颗粒的涂层的燃料电池部件

权利要求书

1.一种燃料电池双极板，该燃料电池双极板包括覆盖双极板的亲水涂层，该涂层包括尺寸为2-100nm的纳米颗粒，纳米颗粒包括10-90wt％的无机结构、5-70wt％的亲水侧链和0-50wt％的具有官能团的有机侧链，其中亲水侧链包括氨基、磺酸根、硫酸根、亚硫酸根、磺酰胺、亚砜、羧酸根、多元醇、聚醚、磷酸根或膦酸根基团中的至少一种，其中官能团包括环氧基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、缩水甘油氧基、烯丙基、乙烯基、羧基、巯基、羟基、酰胺基或氨基、异氰基或硅醇基中的至少一种。

2.如权利要求1所述的燃料电池双极板，其中所述纳米颗粒具有2-20nm的尺寸。

3.如权利要求1所述的燃料电池双极板，其中所述纳米颗粒具有2-5nm的尺寸。

4.如权利要求1所述的燃料电池双极板，其中所述纳米颗粒包括SiO₂、HfO₂、ZrO₂、Al₂O₃、SnO₂、Ta₂O₅、Nb₂O₅、MoO₂、IrO₂、RuO₂、非化学计量金属氧化物、或氧氮化物中的至少一种。

5.如权利要求1所述的燃料电池双极板，其中纳米颗粒包括羟基或羧基官能团。

6.如权利要求1所述的燃料电池双极板，其中涂层通过溶胶-凝胶法制备。

7.如权利要求1所述的燃料电池双极板，其中无机结构包括二氧化硅或非化学计量硅氧化物。

8.如权利要求1所述的燃料电池双极板，其中无机结构包括氧化锆。

9.如权利要求1所述的燃料电池双极板，其中纳米颗粒具有节结形状。

10.如权利要求1所述的燃料电池双极板，其还包括衬底，其中纳米颗粒包括至少一个Si-O基团、至少一个极性基团和至少一个包含饱和或不饱和碳链的基团。

11.如权利要求10所述的燃料电池双极板，其中极性基团包括羟基或羧基官能团。

12.如权利要求10所述的燃料电池双极板，其中碳链具有1-4个 碳原子。

13.如权利要求10所述的燃料电池双极板，其中涂层还包括导电材料。

14.如权利要求13所述的燃料电池双极板，其中导电材料包括Au、Ag、Ru、Rh、Pd、Re、Os、Ir、Pt、稀土金属、它们的合金、聚合碳或石墨中的至少一种。

15.如权利要求10所述的燃料电池双极板，其中衬底包括金属。

16.如权利要求15所述的燃料电池双极板，其中衬底包括聚合复合材料，该聚合复合材料包括用于增加刚性和/或导电率的纤维结构。

17.如权利要求15所述的燃料电池双极板，还包括包含导电材料的第二涂层，其中第二涂层覆盖衬底，第一涂层覆盖第二涂层。

18.如权利要求10所述的燃料电池双极板，其中碳链为直链、支链或环状。

19.如权利要求1所述的燃料电池双极板，其还包括衬底，其中纳米颗粒包括含有至少一个Si-O基团和Si-R基团的化合物，其中R包括饱和或不饱和碳链，并且其中Si-R基团对Si-O基团的摩尔比为1/8至1/2。

20.如权利要求19所述的燃料电池双极板，其中碳链具有1-4个碳原子。

21.如权利要求19所述的燃料电池双极板，其中涂层还包括极性基团以提高涂层的亲水性。

22.如权利要求21所述的燃料电池双极板，其中极性基团包括羟基。

23.如权利要求19所述的燃料电池双极板，其中涂层还包括导电材料。