一种PEM电解槽双极板表面分区涂层的制备方法与流程

本发明涉及pem电解槽涂层，尤其涉及一种pem电解槽双极板表面分区涂层的制备方法。

背景技术：

1、因pem电解槽运行电压均＞1.5v，目前pem电解槽涂层技术中，双极板基材为纯钛材质，采用电镀或磁控溅射技术在表面加工0.02～0.1mm厚铂涂层，铂涂层分布区域为双极板流道区域全部面积。另有电镀或磁控溅射加工金涂层，刷镀烧结主要成分为氧化铱、氧化钌的贵金属氧化物涂层等。

2、加工贵金属涂层的价格超过10000元/m2，成本过高，贵金属涂层分布在双极板流道区域全部面积内，因此电解槽内贵金属用量较高。但是，电解槽中起作用的区域主要集中在双极板流道的脊上区域，脊侧面及底面的贵金属未发挥关键作用。

3、因此，现有技术均为将涂层制备为覆盖双极板表面全部区域，尚无分区涂层应用案例。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题在于提供一种pem电解槽双极板表面分区涂层的制备方法，该制备方法使得双极板具有优异的电阻率和电解性能，同时降低了贵金属总用量。

2、有鉴于此，本申请提供了一种pem电解槽双极板表面分区涂层的制备方法，包括以下步骤：

3、a)将双极板进行预清洗处理；

4、b)屏蔽步骤a)得到的双极板流道区域的脊侧面和底面；

5、c)在步骤b)得到的双极板流道区域的脊上区域进行电镀。

6、优选的，所述预清洗处理的过程具体为：

7、将双极板放入酸液中浸泡，再采用清水清洗；

8、所述酸液选自1～15wt％的硫酸溶液、1～30wt％的盐酸溶液或2～20wt％的草酸溶液；所述酸液的温度为20～60℃，所述浸泡的时间为3～30min。

9、优选的，所述步骤b)具体为：

10、将电镀屏蔽液涂覆于双极板流道区域的脊侧面和底面，固化，得到屏蔽膜。

11、优选的，步骤b)具体为：

12、在双极板流道区域的脊侧面和底面制备硅胶，且硅胶上表面低于流道脊上区域表面0.02～0.2mm，固化；

13、在双极板的边缘区域刷涂电镀屏蔽液，固化。

14、优选的，步骤b)具体为：

15、在双极板流道区域的脊上区域制备硅胶，固化；

16、在双极板的边缘区域刷涂电镀屏蔽液，固化；

17、在双极板流道区域的脊侧面和底面制备钝化层；

18、将双极板流道区域的脊上区域的硅胶剥离。

19、优选的，步骤b)具体为：

20、利用屏蔽工装屏蔽双极板流道区域的脊上区域，再在双极板流道区域的脊侧面和底面喷涂屏蔽液，固化；去除屏蔽工装；

21、或，利用与双极板流道形状相同的绝缘板覆盖流道区域的脊侧面和底面；

22、或，利用胶带粘贴于双极板流道区域的脊侧面和底面。

23、优选的，所述屏蔽液为电镀阻镀胶。

24、优选的，所述钝化层采用原子层沉积或磁控溅射法制备，所述钝化层为tio2层、ta2o5层或nbo2层；所述钝化层的厚度为100～500nm。

25、优选的，所述电镀的材料选自铂或金。

26、优选的，所述电镀的电镀层厚度为0.05～50μm。

27、本申请提供了一种pem电解槽双极板表面分区涂层的制备方法，其首先将双极板进行预清洗处理，再屏蔽双极板流道区域的脊侧面和底面，然后在得到的双极板流道区域的脊上区域进行电镀。本申请对双极板流道区域进行分区涂层，仅在脊上区域制备涂层，而脊侧面及流道底面不制备涂层，因此降低了贵金属的总用量，且使得双极板具有优异的电阻率和电解性能。

技术特征：

1.一种pem电解槽双极板表面分区涂层的制备方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述预清洗处理的过程具体为：

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤b)具体为：

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤b)具体为：

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤b)具体为：

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤b)具体为：

7.根据权利要求3～6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述屏蔽液为电镀阻镀胶。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述钝化层采用原子层沉积或磁控溅射法制备，所述钝化层为tio2层、ta2o5层或nbo2层；所述钝化层的厚度为100～500nm。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述电镀的材料选自铂或金。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述电镀的电镀层厚度为0.05～50μm。

技术总结
本发明提供了一种PEM电解槽双极板表面分区涂层的制备方法，包括以下步骤：A)将双极板进行预清洗处理；B)屏蔽步骤A)得到的双极板流道区域的脊侧面和底面；C)在步骤B)得到的双极板流道区域的脊上区域进行电镀。本申请提供了一种PEM电解槽双极板表面分区涂层的制备方法，其通过对双极板流道区域的脊侧面和底面进行屏蔽，仅对脊上区域进行电镀，实现了双极板涂层分区制备，降低了贵金属总用量，且保证了双极板的电阻率和电解性能。

技术研发人员：范芷萱,魏广科
受保护的技术使用者：阳光氢能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16