[发明专利]一种燃料电池用铬碳复合极板材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种燃料电池用铬碳复合极板材料及其制备方法：C、Al、Zn、Ni、Cu、Pb、Si、Cr、Fe熔铸后制成铁基基片；铁基基片抛光后浸入无水乙二醇中，超声处理；处理后的铁基基片进行粒子溅射基板钝化膜去除处理；采用金属铬粉、氧化镁、硝酸铵配制渗铬剂，对喷丸预处理后的金属双极板进行渗铬，渗铬后即得到质子交换膜燃料电池用铬碳复合极板材料。本发明制备的燃料电池用铬碳复合极板材料，通过在特定成分的铁基合金基片上，采用溅射覆碳及渗铬工艺，在其表面上形成均匀致密的铬碳覆盖层，该复合极板材料在用于燃料电池，具有良好的导电性和耐腐蚀性，能增长了燃料电池的使用寿命。

主权项

一种燃料电池用铬碳复合极板材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，制备铁基基片按如下质量百分比熔铸铁基合金：C=0.10‑0.35%，Al=0.15‑0.35%，Zn=0.45‑0.70%，Ni=0.15‑0.25%，Cu=0.05‑0.25%，Pb=0.05‑0.15%，Si=0.10‑0.15%，Cr=0.20‑0.35%，余量为Fe，将熔铸后的合金制成铁基基片； 步骤2，处理铁基基片上述铁基基片抛光后浸入无水乙二醇中，并在频率为25‑40kHz下超声处理1‑2h，然后室温下风干，得到表面处理的铁基基片；步骤3，真空溅射得到覆碳铁基基片将上述处理后的铁基基片，安放于电弧离子镀的真空室中，由真空系统将真空室真空抽到3‑5×10‑4Pa，之后充入工作气体、启动阴极碳靶电弧并加偏压开始进行粒子溅射基板钝化膜去除处理，弧电流为5‑10A，时间为1‑2h，然后降低偏压到‑400V‑‑600V，调整工作气压到0.3Pa‑0.5Pa，同时调整弧流为20‑60A开始进行薄膜沉积过程，再经过充分炉冷后放开真空取出覆盖了碳的铁基基片；步骤4，渗铬得到铬碳复合极板材料采用金属铬粉40‑60wt%，氧化镁20‑40wt%，硝酸铵20‑40wt%混合混匀，配制渗铬剂，将渗铬剂进行球磨，在惰性气体气氛下和温度为700‑900℃条件下，采用球磨后的渗铬剂对喷丸预处理后的金属双极板进行渗铬，渗铬后即得到质子交换膜燃料电池用铬碳复合极板材料。