[发明专利]一种耐腐蚀燃料电池的隔板的制备方法

说明书

本发明涉及一种耐腐蚀燃料电池的隔板的制备方法，其特征在于，其具体步骤为：对隔板清洗；配置1‑5mol/L的过硫酸铵溶液；然后进行升温阶段，退火阶段，石墨烯生长阶段，降温阶段，当温度降低至室温条件，停止通入氢气与碳源气体，通入氩气，流量为500sccm，并关闭真空泵，持续10‑20min，至反应炉腔体压力达到常压，得到耐腐蚀燃料电池的隔板。本发明的隔板具有耐腐蚀功能。

技术领域

本发明涉及燃料电池生产技术领域，具体的说，是一种耐腐蚀燃料电池的隔板的制备方法。

背景技术

燃料电池是一种将化学能直接转化成电能的清洁能源转换装置，其中集流体和隔板是氢氧燃料电池的重要组成部分。集流体与隔板通常在阴极与阳极的外侧，可以起到支撑催化层和集流的作用。集流体与隔板通常都是采用石墨、金属加工而成，其中石墨电极石墨隔板的抗腐蚀性能较好，但是其机械加工性能比较差，且抗震性不好，因此隔板较少采用石墨加工。采用金属集流体隔板可以充分利用金属优良的机械加工性能，但是由于有电解质溶液的存在，金属集流体与隔板很容易发生腐蚀，产生金属离子或者金属氧化物，一方面会导致极板与电极界面接触电阻升高，电池输出性能降低，另一方面，还会污染催化剂层与质子交换膜，造成电池的性能降低。

为了提高金属集流体与隔板的耐腐蚀性能，很多科学家做过很多研究，例如中国专利公开号105609799A采用氧化铱、氧化钯、氧化铑等贵金属进行集流体的表面处理，结果可以抑制金属集流体与隔板的腐蚀。在金属集流体镀贵金属，可以提高极板的耐腐蚀性能，但是同样也可能会提高电池的制造成本。还有中国专利申请号201010116762.X在电极表面形成氧化锡-铜镀层来提高极板耐蚀性。

以上这些现有技术所涉及到氧化物稳定区域有限，电池的使用会受到限制，并且氧化物的导电性不好，同样会造成集流体与催化层之间的接触电阻升高。除了贵金属与金属氧化物镀层之外，在极板表面形成碳材料涂层也可以达到良好的效果，碳材料不但可以耐腐蚀，也拥有良好的导电性，是一种有效的提高电极板耐腐蚀性能的措施。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种耐腐蚀燃料电池的隔板的制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种耐腐蚀燃料电池的隔板的制备方法，其特征在于，其具体步骤为：

步骤一、对隔板并且依次在丙酮、无水乙醇、去离子水中超声清洗15-20min，去除表面因加工遗留下的油渍；

隔板选用铜基合金，镍基合金，不锈钢中的一种。

步骤二、配置1-5mol/L的过硫酸铵溶液，将步骤一清洗后的隔板在溶液中超声清洗5-20min，取出隔板用去离子水冲洗干净，并在氮气气氛下进行烘干处理；

步骤三、在化学气相沉积的反应炉中通入氩气，氩气流量为500sccm，持续10min，并将步骤二烘干的隔板转移到反应炉中，打开真空泵，进行抽真空，待真空度降低至1.0Pa以下时，进行下一步操作，期间真空泵一直保持开启状态；此技术步骤的技术优点在于可以将反应炉中的空气完全清除干净，避免反应炉中掺入少量氧气，导致隔板表面被氧化，从而影响后续石墨烯膜的生长。

步骤四、用氢气替代反应炉中的氩气，氢气流量为10-50sccm，持续30分钟，设置反应炉温度800-1200℃，加热速度为10℃/min，此为升温阶段，对应图4阶段1。此技术步骤的技术优点在于可以使反应炉迅速升温到反应所需温度，并且达到反应所需的完全氢气气氛。

步骤五、将隔板在800-1000℃条件下，保持30-60min，氢气流量保持10-50sccm，此阶段为退火阶段，对应图4中阶段2。此技术步骤的技术优点在于可以进一步清洁隔板的表面，基本上可以达到隔板表面的完全干净无氧化，暴露新鲜的金属表面。