[发明专利]燃料电池隔板,其制备方法及包括该隔板的燃料电池系统

权利要求书

1.一种用于燃料电池的隔板，包括：

包含液流沟槽的基片；和

设置在该液流沟槽上的表面处理层，

其中，当用水测量时，所述表面处理层的接触角不大于30°，且

其中所述表面处理层包括具有亲水官能团的硅烷化合物，所述具有亲水官能团的硅烷化合物由如下化学式1表示：

[化学式1]

X-Si(R¹)₃

其中，X是选自由羟基、羰基、磺酸基、及其组合所组成的组中的亲水官能团，或被所述亲水官能团取代的烷基基团；R¹是氢、烷基或卤素。

2.根据权利要求1所述的隔板，其中，当用水测量时，所述表面处理层的接触角不大于20°。

3.根据权利要求2所述的隔板，其中，当用水测量时，表面处理层的接触角不大于10°。

4.根据权利要求3所述的隔板，其中，当用水测量时，表面处理层的接触角范围为0.001°～5°。

5.根据权利要求1～4之一所述的隔板，其中所述水为去离子水。

6.根据权利要求1所述的隔板，其中所述基片由至少一种选自由金属、石墨、碳-树脂复合物及其组合所组成组中的材料制成。

7.根据权利要求1所述的隔板，其中所述基片用选自如下组中的方法进行表面预处理：使用放射线的极化、氧化、砂纸处理、电晕处理、摩擦处理、压制及其组合。

8.一种制备用于燃料电池的隔板的方法，包括：

在基片上形成液流沟槽；

用包括具有亲水官能团的硅烷化合物的组合物在液流沟槽上形成表面处理层，所述具有亲水官能团的硅烷化合物由如下化学式1表示：

[化学式1]

X-Si(R¹)₃

其中，X是选自由羟基、羰基、磺酸基、及其组合所组成的组中的亲水官能团，或被所述亲水官能团取代的烷基基团；R¹是氢、烷基或卤素；和

洗涤并干燥所述包括表面处理层的基片。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述基片用选自如下组中的方法进行表面预处理：使用放射线的极化、氧化、砂纸处理、电晕处理、摩擦、压制及其组合。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述基片用包括氧化的方法进行表面预处理。

11.根据权利要求8所述的方法，其中所述基片用包括在酸处理后进行紫外辐照的方法进行表面预处理。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述酸处理包括浸入硫酸和过氧化氢的溶液中，其中硫酸和过氧化氢以10∶90～40∶60范围内的体积比进行混合。

13.根据权利要求12所述的方法，其中硫酸和过氧化氢以30∶70的体积比进行混合。

14.根据权利要求11所述的方法，其中所述紫外辐照在50℃～70℃的温度范围内进行10分钟到10小时。

15.根据权利要求8所述的方法，其中所述组合物包括溶剂，所述溶剂选自水、有机溶剂或其混合物。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述有机溶剂包括与水具有相溶性的选自如下组中的溶剂：醇溶剂、溶纤剂溶剂、二甲基甲酰胺或丙酮。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述醇溶剂包括甲醇、乙醇、丙醇或丁醇。

18.根据权利要求16所述的方法，其中所述溶纤剂溶剂包括购自陶氏化学公司的子公司Union Carbide Corp.的甲基溶纤剂

19.根据权利要求8所述的方法，其中具有亲水官能团的硅烷化合物的浓度在5～500mmol/L的范围内。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述具有亲水官能团的硅烷化合物的浓度在5～20mmol/L的范围内。

21.根据权利要求8所述的方法，其中所述洗涤采用至少一种选自由甲苯、丙酮及其组合所组成组中的溶剂进行。

22.根据权利要求8所述的方法，其中所述干燥在还原气氛下进行。