[发明专利]用于燃料电池的隔膜及用于制造其的方法

权利要求书

1.一种用于燃料电池的隔膜，包括：

基底层；

设置在所述基底层一侧或两侧的第一金属碳化物涂层；

设置在所述第一金属碳化物涂层之上的金属涂层；

设置在所述金属涂层之上的第二金属碳化物涂层；以及

设置在所述金属涂层和所述第二金属碳化物涂层之间的石墨烯或石墨涂层，

其中，所述第二金属碳化物涂层的厚度为70nm至200nm。

2.根据权利要求1所述的隔膜，其中，所述第一金属碳化物涂层和所述第二金属碳化物涂层分别包含选自碳化钛、碳化铬、碳化钼、碳化钨、碳化铌、碳化钒、或它们的组合的材料。

3.根据权利要求2所述的隔膜，其中，所述第一金属碳化物涂层和所述第二金属碳化物涂层两者为碳化钛。

4.根据权利要求2所述的隔膜，其中，所述金属涂层包含选自Cu、Ni、W、Co、Fe、Ru、Ir、Pd、Pt、或它们的组合的材料。

5.根据权利要求2所述的隔膜，其中，所述第一金属碳化物涂层的厚度为100nm至1000nm。

6.根据权利要求5所述的隔膜，其中，所述金属涂层的厚度为100nm至1000nm。

7.根据权利要求1所述的隔膜，其中，所述石墨烯或石墨涂层的厚度小于10nm。

8.一种制造用于燃料电池的隔膜的方法，包括：

在基底材料之上形成第一金属碳化物涂层；

在所述第一金属碳化物涂层之上形成金属涂层；以及

在所述金属涂层之上形成第二金属碳化物涂层，

所述方法进一步包括：在所述形成金属涂层的步骤之后并且在所述形成第二金属碳化物涂层的步骤之前，形成石墨烯或石墨涂层，

其中，所述第二金属碳化物涂层的厚度为70nm至200nm。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述形成第一金属碳化物涂层的步骤包括：

通过蒸发第一前体产生第一前体气体；

将含有所述第一前体气体、活性气体、和含碳气体的第一金属碳化物涂层形成气体引入反应室中；以及

通过向所述反应室施加电压将所述第一金属碳化物涂层形成气体变为等离子态，在基底材料上形成所述第一金属碳化物涂层。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述形成第二金属碳化物涂层的步骤包括：

通过蒸发第二前体制备第二前体气体；

将含有所述第二前体气体、活性气体、和含碳气体的第二金属碳化物涂层形成气体引入反应室中；以及

通过向所述反应室施加电压将所述第二金属碳化物涂层形成气体变为等离子态，在所述基底材料上形成所述第二金属碳化物涂层。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一前体和所述第二前体分别为选自由化学式1表示的化合物、由化学式2表示的化合物、以及它们的组合的材料：

[化学式1]

其中，M¹表示选自Ti、Cr、Mo、W、或Nb的材料，

R¹至R³独立地表示取代或未取代的C1至C10烷基，

L¹至L³独立地是-O-或-S-，并且n表示0或1

[化学式2]

其中，M²表示Ti、Cr、Mo、W、或Nb；

R¹至R³独立地表示取代或未取代的C1至C10烷基，

R⁴至R⁹独立地选自氢、重氢、或取代或未取代的C1至C10烷基，并且

L⁴至L⁶独立地是-O-或-S-。