[发明专利]一种水电解制氢系统的双极板及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种水电解制氢系统的双极板，其特征在于，包括多孔钛基板和沉积在所述多孔钛基板上的氮化铌薄膜，其中，所述氮化铌薄膜具有立方晶体结构和六方晶体结构。

2.根据权利要求1所述的水电解制氢系统的双极板，其特征在于，所述氮化铌薄膜的厚度在0.3～0.5mm。

3.一种水电解制氢系统的双极板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：制备多孔钛基板；

S2：磁控溅射氮化铌薄膜；

其中，所述氮化铌薄膜具有立方晶体结构和六方晶体结构。

4.根据权利要求3所述的水电解制氢系统的双极板的制备方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：

S101：球磨二氧化钛粉末：将二氧化钛粉末分散在溶剂中，球磨，得到浆料；

S102：向所述浆料中加入预设比例的粘合剂和增塑剂，采用流延成型法成型；

S103：将成型后的样品加热、高温烧结，得到最终的多孔钛基板。

5.根据权利要求4所述的水电解制氢系统的双极板的制备方法，其特征在于，所述步骤S102具体为：向浆料中添加预设比例的粘合剂研磨后，再添加同比例的增塑剂研磨，然后采用流延成型方法以30～35cm/min的速度将研磨后的混合物浇注在有机物基底上，刮刀与有机物基底之间的距离调整为0.3～0.5mm。

6.根据权利要求4或5所述的水电解制氢系统的双极板的制备方法，其特征在于，所述步骤S102中，所述浆料中固体浓度为0.5～0.7g/cm³，二氧化钛：粘合剂：增塑剂的质量比为64～88:6～18:6～18。

7.根据权利要求4所述的水电解制氢系统的双极板的制备方法，其特征在于，所述溶剂为甲苯与乙醇的共沸混合物，所述粘合剂为聚乙烯醇缩醛类，所述增塑剂为聚乙二醇或邻苯二甲酸二辛酯。

8.根据权利要求4所述的水电解制氢系统的双极板的制备方法，其特征在于，所述步骤S103具体为：将成型后的样品以2～2.5℃/min的速率加热到489～506℃，然后再以5～5.5℃/min的速率升温到600～1100℃，保温1～3h。

9.根据权利要求3所述的水电解制氢系统的双极板的制备方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

S201：清洗、烘干所述多孔钛基板；

S202：采用直流磁控溅射法，具体工艺参数为：将腔体内的真空抽至6×10^-5Pa，氩气流量调节至2.50×10^-7Nm³/s，腔体内总压保持在3Pa，氮气分压保持在15～20％，直流电源功率为100W，所述多孔钛基板的温度控制在400～500℃，沉积时间60～120min。

10.一种水电解制氢系统的双极板在水电解制氢中的应用。