[发明专利]燃料电池及其制备方法

权利要求书

1.一种燃料电池，其包括：

用于向燃料电池堆供应氢气的燃料供应单元；

用于向燃料电池堆供应空气的空气供应单元；以及

使用由燃料供应单元和空气供应单元供应的氢气和空气来产生能量的燃料电池堆，

其中燃料电池堆具有网状结构并且包括含0.1至1重量％的聚环氧乙烷PEO的导电聚合物电极，所述聚环氧乙烷具有1000至6000kg/mol的分子量。

2.根据权利要求1所述的燃料电池，其中导电聚合物包含选自聚苯胺、聚(邻-甲氧基苯胺)、聚吡咯、聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)、聚噻吩、聚(对-亚苯基)、聚(3-己基噻吩-2,5-二基)、聚(3-甲基噻吩)和聚(对-亚苯基亚乙烯基)中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的燃料电池，其中网状结构具有50nm至2μm的周期，20nm至500nm的通道直径，0.2μm至1.6μm的深度，以及0.5至3的纵横比。

4.一种制备燃料电池的方法，其包括以下步骤：

使用含0.1重量％至1重量％的聚环氧乙烷PEO的导电聚合物混合物制备导电聚合物膜，所述聚环氧乙烷具有1000至6000kg/mol的分子量；以及

处理导电聚合物膜以使得导电聚合物膜具有网状形状。

5.根据权利要求4所述的制备燃料电池的方法，其中导电聚合物包含选自聚苯胺、聚(邻-甲氧基苯胺)、聚吡咯、聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)、聚噻吩、聚(对-亚苯基)、聚(3-己基噻吩-2,5-二基)、聚(3-甲基噻吩)和聚(对-亚苯基亚乙烯基)中的至少一种。

6.根据权利要求4所述的制备燃料电池的方法，其中制备导电聚合物膜的步骤包括：

制备包含导电聚合物和PEO的混合物；以及

旋转涂布所制得的混合物。

7.根据权利要求6所述的制备燃料电池的方法，其还包括酸处理。

8.根据权利要求6所述的制备燃料电池的方法，其中旋转涂布的步骤包括以800rpm的速度旋转涂布混合物40秒。

9.根据权利要求6所述的制备燃料电池的方法，其中制备导电聚合物膜的步骤还包括干燥和热处理，以改进导电聚合物膜对水的稳定性。

10.根据权利要求4所述的制备燃料电池的方法，其中处理导电聚合物膜的步骤包括：

在导电聚合物膜的一个表面上制备网状形状的掩模；以及

对其上制备有掩模的导电聚合物膜进行蚀刻以产生网状形状的电极。

11.根据权利要求10所述的制备燃料电池的方法，其中处理导电聚合物膜的步骤还包括使用纳米转移印刷工艺制备网状类型的掩模。

12.根据权利要求10所述的制备燃料电池的方法，其中蚀刻导电聚合物膜的步骤包括用100W的源功率和70至80W的偏置功率蚀刻导电聚合物膜50至200秒。

13.根据权利要求4所述的制备燃料电池的方法，其还包括将经处理的导电聚合物电极安装在分隔板上。