[发明专利]制造具有优异的接触电阻的用于聚合物燃料电池隔板的不锈钢的方法

说明书

公开了制造具有优异的接触电阻的用于聚合物燃料电池隔板的不锈钢的方法。根据本发明的一个实施方案的制造具有优异的接触电阻的用于聚合物燃料电池隔板的不锈钢的方法包括：除去形成在不锈钢冷轧薄板上的第一钝化膜的电解步骤，所述板按重量％计包含：C：大于0％至0.02％，N：大于0％至0.02％，Si：大于0％至0.25％，Mn：大于0％至0.2％，P：大于0％至0.04％，S：大于0％至0.02％，Cr：22％至34％，Ti：大于0％至0.5％，Nb：大于0％至0.5％，以及余量Fe和其他不可避免的杂质；以及将不锈钢板浸没在硝酸和氢氟酸的混合溶液中以在不锈钢薄板上形成第二钝化膜的步骤。

技术领域

本公开涉及用于聚合物燃料电池隔板的不锈钢及其制造方法，并且更特别地，涉及具有优异的接触电阻的用于聚合物燃料电池隔板的不锈钢及其制造方法。

背景技术

聚合物电解质膜燃料电池(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell，PEMFC)是使用具有氢离子交换特性的聚合物膜作为电解质的燃料电池，并且与其他类型的燃料电池相比具有约80℃的低工作温度和高效率。此外，PEMFC具有快速启动、高输出密度和简单的主体结构。由于这些原因，PEMFC可以用于车辆或家庭。

PEMFC具有这样的单元电池结构，其中气体扩散层和隔板堆叠在由电解质、阳极电极和阴极电极组成的膜电极组合件(Membrane Electrode Assembly，MEA)的两侧上。将若干个单元电池串联连接以形成燃料电池堆。

隔板向燃料电池的电极供应燃料(氢气和重整气)和氧化剂(氧气和空气)。在隔板中，可以形成用于排出作为电化学反应物的水的流动路径。隔板执行机械地支撑MEA和气体扩散层的功能以及电连接至邻近的单元电池的功能。

通常，已经用石墨材料来制造隔板。然而，近来，考虑到制造成本、重量等，广泛地使用不锈钢来制造隔板。待用于制造隔板的不锈钢在作为燃料电池的工作环境的强酸性环境中应具有优异的耐腐蚀性，并且考虑到重量减轻、小型化和生产率应使用具有优异的耐腐蚀性和导电性的不锈钢。

然而，常规不锈钢由于形成在表面上的钝化膜而表现出高电阻，这可以导致燃料电池性能的电阻损耗，为了克服该问题，已经提出了涂覆诸如金(Au)、碳、或氮化物的导电材料的方法。然而，这些方法的问题在于，由于用于涂覆贵金属或涂覆材料的额外过程而使制造成本和制造时间增加，从而降低了生产率。

为了解决这些问题，正在进行研究以通过表面改性来降低接触电阻。

专利文献1提出了通过控制表面改性过程而具有低界面接触电阻和高腐蚀电位的用于隔板的不锈钢。专利文献2提出了通过将包含17％至23％Cr的不锈钢浸没在[HF]≥[HNO₃]的溶液中生产具有改善的耐腐蚀性和接触电阻的不锈钢的方法。

然而，这些方法具有基本上伴有[HF]的浸没过程，并且由于环境限制而难以制造，并且不是环境友好的。此外，存在由于过量地包含[HF]，损害不锈钢的钝化膜和过钝化区域中的钝化膜的稳定性而使燃料电池的使用寿命劣化的问题。

(专利文献0001)韩国专利公开第10-2014-0081161号

(专利文献0002)韩国专利公开第10-2013-0099148号

发明内容

技术问题

本公开旨在提供制造用于聚合物燃料电池隔板的不锈钢的方法，所述方法能够通过除去形成在不锈钢的表面上的非导电膜并形成新的导电膜而改善耐腐蚀性，并且能够在没有另外的表面处理例如单独的涂覆的情况下确保优异的接触电阻。

技术方案