[发明专利]低成本锰稳定化奥氏体不锈钢合金、包含该合金的双极板和包括该双极板的燃料电池系统

权利要求书

1.一种双极板，包括：

阴极面，所述阴极面限定出用于至少一种第一反应物的至少一个第一流量分配通路；以及

阳极面，所述阳极面限定出用于至少一种第二反应物的至少一个第二流量分配通路，其中，所述阴极面和所述阳极面中的至少一个包含奥氏体不锈钢，所述奥氏体不锈钢包含，以重量百分比计：

4.0至35的锰；

0.5至1.5的镍；

17至20的铬；

0.2至0.5的氮；

至多0.075的碳；

0.5至1.0的硅；

至多0.1的铝；

0至0.005的硫；以及

余量的铁和随附的杂质。

2.如权利要求1所述的双极板，其特征在于，所述奥氏体不锈钢包含9.0到25重量百分比的锰。

3.如权利要求2所述的双极板，其特征在于，所述奥氏体不锈钢包含14到25重量百分比的锰。

4.如权利要求3所述的双极板，其特征在于，所述奥氏体不锈钢包含19到23重量百分比的锰。

5.如权利要求1所述的双极板，其特征在于，还包括设置在所述奥氏体不锈钢上的导电材料层。

6.如权利要求5所述的双极板，其特征在于，所述导电材料选自于由金、金合金、铂、铂合金、铱、铱合金、钌、钌合金、铑、铑合金和这些物质中的任何物质的混合物组成的组。

7.如权利要求1所述的双极板，其特征在于，还包括基板，其中，所述奥氏体不锈钢作为薄层设置在所述基板上。

8.如权利要求7所述的双极板，其特征在于，所述基板包含从由奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、碳钢和铝组成的组中选择的材料。

9.一种制造双极板的方法，所述方法包括：

提供包含奥氏体不锈钢的基板，所述钢包含，以重量百分比计：

4.0至35的锰；

0.5至1.5的镍；

17至20的铬；

0.2至0.5的氮；

至多0.075的碳；

0.5至1.0的硅；

至多0.1的铝；0至0.005的硫；以及

余量的铁和随附的杂质；以及

将所述基板形成为包括第一面、第二面和位于所述面的至少一个面上的多个流量分配通路的板结构。

10.一种燃料电池系统，包括：

具有第一面和第二面的质子交换膜；

覆盖所述质子交换膜的所述第一面的阴极催化剂层；

结合到所述阴极催化剂层的阴极扩散层；

覆盖所述阴极扩散层的阴极双极板；

覆盖所述质子交换膜的所述第二面的阳极催化剂层；

结合到所述阳极催化剂层的阳极扩散层；和

覆盖所述阳极扩散层的阳极双极板，其中，所述阴极双极板限定出用于至少一种第一反应物的至少一个第一流路，所述阳极双极板限定出用于至少一种第二反应物的至少一个第二流路，并且其中，所述双极板包含奥氏体不锈钢，所述奥氏体不锈钢包含，以重量百分比计：

4.0至35的锰；

0.5至1.5的镍；

17至20的铬；

0.2至0.5的氮；

至多0.075的碳；

0.5至1.0的硅；

至多0.1的铝；

0至0.005的硫；以及

余量的铁和随附的杂质。