[发明专利]一种质子交换膜燃料电池的流场板

权利要求书

1.一种质子交换膜燃料电池的流场板，其特征在于，包括金属基板和设置于所述金属基板上的涂层；所述金属基板为铝制流场板，所述涂层包括防腐涂层、聚乙炔层和石墨烯金属复合膜；所述石墨烯金属复合膜中的金属是铜、镍、锰、锌、银；所述铝制流场板厚度为100-200um，所述铝制流场板上设有流道；所述防腐涂层为在所述铝制流场板表面形成的致密石墨烯涂层；所述聚乙炔层和所述石墨烯金属复合膜交替重复设置在所述防腐涂层外侧，重复的次数为3-8次；

其中，所述铝制流场板放入含有浓度为1-100mmol/L的四羟基合铝酸根离子的0.05-5mg/ml的氧化石墨烯水溶液中浸渍2-24小时，浸渍温度为20-100℃；取出干燥后在浸渍于20-160g/L的次磷酸钠溶液中处理2-24小时，处理温度为20-100℃；取出后清洗干燥，即在所述铝制流场板表面形成了致密石墨烯涂层；

将形成了致密石墨烯涂层的铝制流场板放入丙酮溶液中，采用三极电体系，以形成了致密石墨烯涂层的铝制流场板为工作电极，通入乙炔气，电流低电位为-1.5V，电流密度为30mA/cm²，极化时间为150-220s，在形成了致密石墨烯涂层的所述铝制流场板上形成聚乙炔层；

在单层氧化石墨烯溶液中加入预定浓度的金属离子水溶液，以具有聚乙炔层的致密石墨烯涂层的铝制流场板和铂片分别做阳极和阴极，用直流稳压电源提高20V电压，电泳1min，在阳极具有聚乙炔层的致密石墨烯涂层的铝制流场板上形成一层薄膜，在真空箱中40℃脱水烘干，得到电化学沉积氧化石墨烯薄膜；然后将带聚乙炔层、致密石墨烯涂层、电化学沉积氧化石墨烯薄膜的铝制流场板置入管式石英炉中高温氢氧还原，使得金属精细颗粒嵌入石墨烯复合膜;

所述石墨烯金属复合膜呈现有序、致密的石墨烯层状结构，石墨烯膜与膜之间存在共价键，边缘及缺陷处存在大量球形或半球形金属精细颗粒，颗粒直径处于5-300nm之间，金属元素院子个数与碳原子的个数比为0.5-10%。

2.如权利要求1所述的质子交换膜燃料电池的流场板，其特征在于，所述四羟基合铝酸根离子的浓度为3-80mmol/L；所述氧化石墨烯水溶液额浓度为0.1-3mg/mL；所述铝制流场板在该溶液中的浸渍温度为30-90℃，浸渍时间为3-18小时。

3.如权利要求1所述的质子交换膜燃料电池的流场板，其特征在于，所述次磷酸钠溶液的浓度为30-120g/L；所述铝制流场板在该溶液中的处理温度为40-180℃，处理时间为4-18小时。

4.如权利要求1所述的质子交换膜燃料电池的流场板，其特征在于，所述涂层的厚度为180-210nm。