专利汇可以提供用于PEM燃料电池的超亲水微孔导电涂层专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种用于 燃料 电池 的 流场板 或双极板包括导电涂层,该导电涂层具有微孔使得该涂层亲 水 。任何合适的工艺可用于在该涂层中形成该微孔。一个工艺包括在该板上共沉积导电材料和相对不稳定元素,且随后从该涂层中溶解去除该元素从而制得该微孔。另一个工艺包括使用用于离子束 光刻 技术的低能离子束来制造微孔。,下面是用于PEM燃料电池的超亲水微孔导电涂层专利的具体信息内容。
1.一种包括由板材料制成的流场板的燃料电池,上述流场板包括响应反应气体的许多流道,上述流场板还包括沉积在其外表面的涂层,其中涂层的外表面形成微孔使得涂层亲水和能通过毛细作用将水带走;
其中涂层中的微孔通过在流场板上与涂层一起沉积不稳定材料且稍后除去该不稳定材料而形成。
2.根据权利要求1的燃料电池,其中该板材料选自由不锈钢、钛、铝和聚合物碳基材料组成的组。
3.根据权利要求1的燃料电池,其中该涂层是金属。
4.根据权利要求3的燃料电池,其中该涂层选自由金、铂、钌、铑及其他贵金属组成的组。
5.根据权利要求1的燃料电池,其中该涂层是金属氧化物。
6.根据权利要求5的燃料电池,其中该金属氧化物涂层选自由二氧化钛、二氧化锡和氧化钽组成的组。
7.根据权利要求1的燃料电池,其中该涂层是二氧化硅。
8.根据权利要求1的燃料电池,其中该不稳定材料选自由锌、铝和钙组成的组。
9.一种包括由板材料制成的流场板的燃料电池,上述流场板包括响应反应气体的许多流道,上述流场板还包括沉积在其外表面的涂层,其中涂层的外表面形成微孔使得涂层亲水和能通过毛细作用将水带走;
其中涂层中的微孔通过在流场板上沉积该涂层时轰击低能离子且稍后从该涂层中去除该离子而形成。
10.根据权利要求9的燃料电池,其中该离子是氩离子。
11.一种包括由板材料制成的流场板的燃料电池,上述流场板包括响应反应气体的许多流道,上述流场板还包括沉积在其外表面的涂层,其中涂层的外表面形成微孔使得涂层亲水和能通过毛细作用将水带走;
其中涂层中的该微孔通过沉积无机材料和有机材料且随后去除该有机材料而形成。
12.根据权利要求11的燃料电池,其中该无机材料是金和该有机材料是聚合物。
13.一种包括由板材料制成的流场板的燃料电池,上述流场板包括响应反应气体的许多流道,上述流场板还包括沉积在其外表面的涂层,其中涂层的外表面形成微孔使得涂层亲水和能通过毛细作用将水带走;
其中涂层中的微孔通过在流场板上沉积聚合物组合物且随后加热该流场板以分解聚合物中的一种使得其脱离该涂层而形成。
14.根据权利要求1、9、11或13的燃料电池,其中该涂层具有10-1000nm的厚度范围。
15.根据权利要求1的燃料电池,其中该流场板选自由阳极侧流场板和阴极侧流场板组成的组。
16.根据权利要求1的燃料电池,其中当在流场板上沉积涂层时屏蔽流道之间的平台,以防止涂料沉积在该平台上,以给燃料电池提供良好的接触电阻。
17.根据权利要求1的燃料电池,其中该涂层通过选自由物理蒸汽沉积工艺、化学蒸汽沉积CVD工艺、热喷涂处理、旋涂工艺、浸入涂层法、溶胶-凝胶过程、电子束蒸发、磁控溅射、脉冲等离子体工艺、等离子增强CVD、和原子层淀积方法组成组中的工艺来沉积。
18.一种包括许多燃料电池的燃料电池堆,每个燃料电池包括:
薄膜;
位于薄膜一侧的阳极侧双极板,上述阳极侧双极板包括沉积在其外表面的涂层;和
位于薄膜另一侧的阴极侧双极板,上述阴极侧双极板包括沉积在其外表面的涂层,
其中阳极侧和阴极侧的上述涂层的外表面形成微孔使得该涂层亲水并能通过毛细作用将水带走;
其中上述涂层中的微孔通过在双极板上与涂层一起沉积不稳定材料且稍后除去该不稳定材料而形成。
19.根据权利要求18的燃料电池堆,其中上述涂层是金属。
20.根据权利要求19的燃料电池堆,其中上述涂层选自由金、铂、钌、铑及其他贵金属组成的组。
21.根据权利要求18的燃料电池堆,其中上述涂层是金属氧化物。
22.根据权利要求21的燃料电池堆,其中该金属氧化物涂层选自由二氧化钛、二氧化锡和氧化钽组成的组。
23.根据权利要求18的燃料电池堆,其中上述涂层是二氧化硅。
24.根据权利要求18的燃料电池堆,其中该不稳定材料选自由锌、铝和钙组成的组。
25.一种包括许多燃料电池的燃料电池堆,每个燃料电池包括:
薄膜;
位于薄膜一侧的阳极侧双极板,上述阳极侧双极板包括沉积在其外表面的涂层;和
位于薄膜另一侧的阴极侧双极板,上述阴极侧双极板包括沉积在其外表面的涂层,
其中阳极侧和阴极侧的上述涂层的外表面形成微孔使得该涂层亲水并能通过毛细作用将水带走;
其中上述涂层中的微孔通过在流场板上沉积上述涂层时轰击低能离子且稍后从上述涂层中去除该离子而形成。
26.根据权利要求25的燃料电池堆,其中该离子是氩离子。
27.一种包括许多燃料电池的燃料电池堆,每个燃料电池包括:
薄膜;
位于薄膜一侧的阳极侧双极板,上述阳极侧双极板包括沉积在其外表面的涂层;和
位于薄膜另一侧的阴极侧双极板,上述阴极侧双极板包括沉积在其外表面的涂层,
其中阳极侧和阴极侧的上述涂层的外表面形成微孔使得该涂层亲水并能通过毛细作用将水带走;
其中上述涂层中的该微孔通过沉积无机材料和有机材料且随后去除该有机材料而形成。
28.根据权利要求27的燃料电池堆,其中该无机材料是金和该有机材料是聚合物。
29.一种包括许多燃料电池的燃料电池堆,每个燃料电池包括:
薄膜;
位于薄膜一侧的阳极侧双极板,上述阳极侧双极板包括沉积在其外表面的涂层;和
位于薄膜另一侧的阴极侧双极板,上述阴极侧双极板包括沉积在其外表面的涂层,
其中阳极侧和阴极侧的上述涂层的外表面形成微孔使得该涂层亲水并能通过毛细作用将水带走;
其中上述涂层中的微孔通过在流场板上沉积聚合物组合物且随后加热该流场板以分解聚合物中的一种使得其脱离上述涂层而形成。
30.根据权利要求18、25、27或29的燃料电池堆,其中上述涂层具有10-1000nm的厚度范围。
31.一种制造用于燃料电池的流场板的方法,上述方法包括:
提供由板材料组成的基底结构;
在基底结构的表面沉积涂层;和
在涂层中形成微孔使得该涂层亲水并能通过毛细作用将水带走;
其中沉积涂层包括与涂层一起沉积不稳定材料,并且在涂层中形成微孔包括从该涂层中浸出该不稳定材料。
32.根据权利要求31的方法,其中提供由板材料组成的基底结构包括提供选自由不锈钢、钛、铝和聚合物碳基材料组成的组中的材料组成的基底结构。
33.根据权利要求31的方法,其中沉积涂层包括沉积金属涂层。
34.根据权利要求33的方法,其中该涂层选自由金、铂、钌、铑及其他贵金属组成的组。
35.根据权利要求31的方法,其中沉积涂层包括沉积金属氧化物涂层。
36.根据权利要求35的方法,其中该金属氧化物涂层选自由二氧化硅、二氧化钛、二氧化锡、氧化钽组成的组。
37.根据权利要求31的方法,其中该涂层是二氧化硅。
38.根据权利要求31的方法,其中该不稳定材料选自由锌、铝和钙组成的组。
39.一种制造用于燃料电池的流场板的方法,上述方法包括:
提供由板材料组成的基底结构;
在基底结构的表面沉积涂层;和
在涂层中形成微孔使得该涂层亲水并能通过毛细作用将水带走;
其中在涂层中形成微孔包括将低能离子发射到该涂层中且从涂层中选择性地去除该离子。
40.根据权利要求39的方法,其中该低能离子是氩离子。
41.一种制造用于燃料电池的流场板的方法,上述方法包括:
提供由板材料组成的基底结构;
在基底结构的表面沉积涂层;和
在涂层中形成微孔使得该涂层亲水并能通过毛细作用将水带走;
沉积涂层和形成微孔包括沉积无机材料和有机材料且随后从无机材料中浸出该有机材料从而形成该微孔。
42.根据权利要求41的方法,其中该无机材料是金和该有机材料是聚合物。
43.一种制造用于燃料电池的流场板的方法,上述方法包括:
提供由板材料组成的基底结构;
在基底结构的表面沉积涂层;和
在涂层中形成微孔使得该涂层亲水并能通过毛细作用将水带走;
其中沉积该涂层和形成该微孔包括沉积聚合物组合物且随后加热该涂层以分解一种聚合物使其从该涂层中脱离。
44.根据权利要求31、39、41或43的方法,其中沉积涂层包括沉积涂层到10-1000nm的厚度范围。
45.根据权利要求31的方法,还包括在基底表面沉积涂层之前将流场板中流场通道之间的平台屏蔽使得涂层不会沉积在该平台上。
本发明通常涉及用于燃料电池的双极板,尤其涉及用于包括具有使涂层亲水的微孔的导电涂层的燃料电池的双极板。
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