[发明专利]一种燃料电池复合材料的制备、材料、双极板和燃料电池

权利要求书

1.一种燃料电池复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S01，制备对亚二甲苯基双（N，N-二乙基二硫代氨基甲酸酯）单体（p-Xylylene bis(N,N-diethyl dithiocarbamate) Monomer）：

1,4-双（四氢噻吩甲基）二甲苯二氯化物和乙腈/水溶液混合，再加入固态的二乙基二硫代氨基甲酸钠三水合物或者二乙基二硫代氨基甲酸钠盐三水合物，搅拌2-4小时后，加入水，再用乙醚萃取，用硫酸镁干燥，蒸发溶剂得到固体产物；

S02：将步骤S01中的固体产物溶于无水THF中，并和氧化石墨烯的水溶液混合，再通连续的氮气脱气1-2h，得到混合液a；

S03：将THF/正庚烷溶液一次性加入到搅拌的混合液a中，-70℃下搅拌90分钟后，并持续通氮气脱气，再加入乙醇，使反应停止，再用盐酸溶液中和，最后用CHCl₃萃取；

S04：合并萃取后的有机层，减压蒸馏除去溶剂，将得到的固体重新溶解在CHCl₃中，在0°C的乙醚/己烷溶液中进行沉淀，最后收集沉淀并真空干燥。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池复合材料的制备方法，其特征在于，所述的乙腈/水溶液中，水的体积占比为5%。

3.根据权利要求1所述的一种燃料电池复合材料的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯的水溶液的浓度为每100cc水中含有0.5g氧化石墨烯粉末。

4.根据权利要求1所述的一种燃料电池复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S01中，在室温下搅拌3h；步骤S02中，将步骤S01中的固体产物溶于无水THF中，并和氧化石墨烯的水溶液混合，置于室温，再通连续的氮气流脱气1h，得到混合液a；步骤S03中，将THF /正庚烷溶液一次性加入到搅拌的混合液a中，在-70℃下搅拌90分钟后，再通连续的氮气脱气1h，再加入乙醇淬灭反应混合物以终止反应，再用盐酸溶液中和，最后用CHCl₃萃取。

5.根据权利要求1所述的一种燃料电池复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S04中，所述的乙醚/己烷溶液，乙醚和己烷的体积比为1:1。

6.一种氧化石墨烯聚亚苯基亚乙烯基聚合物复合材料，其特征在于，所述的复合材料采用如权利要求1-5任意一项所述的一种燃料电池复合材料的制备方法制成。

7.一种燃料电池用双极板，其特征在于，包括表面设有多个通道（1）的基板（2）以及涂覆在所述基板（2）表面的导电涂层（3），所述的导电涂层（3）采用如权利要求6所述的一种氧化石墨烯聚亚苯基亚乙烯基聚合物复合材料涂覆而成。

8.根据权利要求7所述的一种燃料电池用双极板，其特征在于，所述导电涂层（3）的厚度小于10微米。

9.一种燃料电池，其特征在于，包括两个端板（9）和至少一个膜电极组件（10），所述膜电极组件（10）包括聚合物膜（4），所述聚合物膜（4）的两侧设置有催化剂层（5），所述的催化剂层（5）的外侧设置有气体扩散层（6），每个所述的膜电极组件（10）的两侧均设置有如权利要求7所述的一种燃料电池用双极板。

10.根据权利要求9所述的一种燃料电池，其特征在于，所述的气体扩散层（6）包括由碳粉和疏水剂制成的靠近催化剂层（5）的微孔层（7）和由碳纸或碳布组成的大孔碳基片层（8）。