[发明专利]一种促进燃料电池气体扩散层液相水排出的方法

权利要求书

1.一种促进燃料电池气体扩散层液相水排出的方法，其特征在于，所述方法是先在极板导流槽内填充有机材料，接着在有机材料表面生长空心管状阵列，然后在阵列层间使用碳纤维进行填充，并进行疏水处理，形成疏水空心管状阵列直接连接金属极板导流槽的结构，实现燃料电池气体扩散层液相水的及时排出，具体方法如下：

（1）先向燃料电池极板材料的矩形导流槽中注入酞菁金属配合物浆体，使浆体均匀分散在导流槽内，然后将极板非导流槽部分使用掩模板覆盖，接着置于真空炉中在保护气源下进行等离子体热处理，酞菁金属配合物高温分解后在导流槽内部形成多孔碳纳米管阵列，继而剥离掩模板，使用去离子水对导流槽冲洗后干燥，得到表面生长多孔碳纳米管阵列的极板导流槽；

（2）先向表面生长多孔碳纳米管阵列的极板导流槽中注入波美度为20-40°Bé水玻璃的水溶液，接着缓慢注入稀酸溶液，通过硅基凝胶固化反应，得到氧化硅填充导流槽的极板材料；

（3）先将碳纤维前驱体与助剂混合后，接着在极板材料表层流延成膜，形成厚度为90-100μm的多孔碳纤维层，然后向导流槽中注入氢氟酸刻蚀除去氧化硅填充物，利用去离子水清洗干净，继而注入水解的氟硅烷甲醇溶液中，在140℃下热处理3h进行疏水改性，制得基底复合疏水改性气体扩散层，实现有效促进燃料电池气体扩散层液相水排出的目的。

2.根据权利要求1所述的一种促进燃料电池气体扩散层液相水排出的方法，其特征在于，步骤（1）中所述极板材料为石墨极板或经耐酸处理后的金属极板。

3.根据权利要求1所述的一种促进燃料电池气体扩散层液相水排出的方法，其特征在于，步骤（1）中所述酞菁金属配合物浆体中，金属为铁、铜、钴、铝、镍、钙、钠、镁、锌中的一种，质量浓度为20-40%。

4.根据权利要求1所述的一种促进燃料电池气体扩散层液相水排出的方法，其特征在于，步骤（1）中所述保护气源为氢气、甲烷按照质量比例1:0.8-1.2得到的混合气体。

5.根据权利要求1所述的一种促进燃料电池气体扩散层液相水排出的方法，其特征在于，步骤（1）中所述等离子体热处理的温度为600-900℃，处理8-13min。

6.根据权利要求1所述的一种促进燃料电池气体扩散层液相水排出的方法，其特征在于，步骤（1）中所述多孔碳纳米管阵列生长高度为高于极板表面20-30μm。

7.根据权利要求1所述的一种促进燃料电池气体扩散层液相水排出的方法，其特征在于，步骤（2）中所述稀酸溶液为稀硫酸溶液、稀硝酸溶液、稀盐酸溶液中的一种，质量浓度为10-15%。

8.根据权利要求1所述的一种促进燃料电池气体扩散层液相水排出的方法，其特征在于，步骤（2）中所述原料中，水玻璃的水溶液、稀酸溶液的质量比例为1:1-3。

9.根据权利要求1所述的一种促进燃料电池气体扩散层液相水排出的方法，其特征在于，步骤（3）中所述助剂包括成膜剂、造孔剂。

10.根据权利要求1所述的一种促进燃料电池气体扩散层液相水排出的方法，其特征在于，步骤（3）中所述流延成膜的原料中，碳纤维前驱体、助剂的质量比例为100:1-3。