[发明专利]可靠的燃料电池电极设计

权利要求书

1.一种用于燃料电池的电极，其包含：

硅基板，该基板具有一表面，该表面适于在一已组装的燃料电池中形成一流体通道的一部份；及

含钌层，其共形涂覆于该表面上，保护硅基板表面免受化学侵蚀。

2.如权利要求1所述的电极，更包含配置于该含钌层和基板表面之间的第一层，其中该第一层包含一材料，该材料系选自于由钛(Ti)、镍(Ni)、氮化钛(TiN)、铂(Pt)、钯(Pd)、钽(Ta)、氮化钽(TaN)、铱(Ir)、钼(Mo)、锇(Os)、铼(Re)及钴(Co)所构成的群组中。

3.如权利要求1所述的电极，更包含配置于该含钌层上方的接触层，其中该接触层包含一材料，该材料系选自于由金、银、铂、钯、铱、锇、铑及铼所构成的群组中。

4.如权利要求1所述的电极，更包含一离子交换膜，该离子交换膜具有一催化表面，用以形成该燃料电池的阴极区的一部分，其中该阴极区与该含钌层电连通。

5.如权利要求4所述的电极，更包含：

第二硅基板，其具有适于在该已组装的燃料电池中形成流体通道的一部份的表面；及

第二含钌层，其配置于该第二硅基板的该表面上，其中该第二含钌层适于在该燃料电池运作期间防止该第二硅基板的该表面发生腐蚀，并且与配置在该离子交换膜的一部分上的第二催化表面电连通。

6.一种燃料电池，其包含：

薄膜电极组件，其包含一具有第一催化表面及第二催化表面的薄膜；

第一硅板，其具有一个或多个其上配置有第一涂层的表面，保护第一硅板的一个或多个表面免受化学侵蚀，其中该第一涂层与该第一催化表面电连通；

第二硅板，其具有一个或多个其上配置有第二涂层的表面，其中该第二涂层与该第二催化表面电连通，并且该第二涂层包含一含钌层，该含钌层配置于该第二硅板的一个或多个表面上，保护第二硅板的一个或多个表面免受化学侵蚀。

7.如权利要求6所述的燃料电池，更包含第一层，其配置于该第二硅板的表面上，并且位于该含钌层下方。

8.如权利要求7所述的燃料电池，其特征在于，该第一层包含一材料，系选自于由钛(Ti)、镍(Ni)、氮化钛(TiN)、铂(Pt)、钯(Pd)、钽(Ta)、氮化钽(TaN)、铱(Ir)、钼(Mo)、锇(Os)、铼(Re)及钴(Co)所构成的群组中。

9.如权利要求6所述的燃料电池，其特征在于，该硅板系选自于由隔离板、双极板、端板及上述板的组合所构成的群组中。

10.如权利要求6所述的燃料电池，更包含配置于该含钌层上的接触层，其中该接触层包含一材料，系选自于由金、银、铂、钯、铱、锇、铑及铼所构成的群组中。

11.一种形成一燃料电池的方法，其包含：

在硅基板的表面上所形成的一条或多条通道的至少一部份上沉积第一层，其中该一条或多条通道适于将一种燃料输送到一已形成的燃料电池的作用区；及

在该第一层上沉积一含钌层，保护硅基板表面免受化学侵蚀。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，该第一层包含一材料，其系选自于由钛、氮化钛、钽、氮化钽、镍、钴、铂、钯、铱、钼、锇、铑及铼所构成的群组中。

13.如权利要求11所述的方法，更包含在该含钌层上沉积第三层，其中该第三层系选自于由铑、钯、锇、铱、铂、银、钽及金所构成的群组中。

14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，该含钌层包含一材料，其系选自于由钌及二氧化钌所构成的群组中。

15.如权利要求11所述的方法，其特征在于，该含钌层是通过将该第一层的至少一部份曝露于一含四氧化钌的气体而形成的。

16.如权利要求11所述的方法，更包含设置一薄膜电极以与该含钌层电连通。

17.如权利要求11所述的方法，其特征在于，在该第一层上沉积一含钌层的步骤包含：

在该第一层的至少一部份上配置一含次磷酸的溶液；及

将该第一层和该溶液曝露于一含四氧化钌的气体。

18.一种处理一硅基板的表面的方法，该硅基板的表面将要被用于形成一燃料电池，该方法包含：

组装一燃料电池，该燃料电池具有至少一条形成在硅基板表面中的流体通道，其中，该流体通道与该燃料电池的电极区的催化表面互通；及

将一含四氧化钌的气体输送到该流体通道和该燃料电池的该电极区的催化表面，以在该流体通道的表面或该催化表面上沉积一含钌层。