1.一種用于燃料電池的隔膜,包括:
基底層;
設置在所述基底層一側(cè)或兩側(cè)的第一金屬碳化物涂層;
設置在所述第一金屬碳化物涂層之上的金屬涂層;以及
設置在所述金屬涂層之上的第二金屬碳化物涂層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔膜,其中,所述第一金屬碳化物涂層和所述第二金屬碳化物涂層分別包含選自碳化鈦、碳化鉻、碳化鉬、碳化鎢、碳化鈮、碳化釩、或它們的組合的材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的隔膜,其中,所述第一金屬碳化物涂層和所述第二金屬碳化物涂層兩者為碳化鈦。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的隔膜,其中,所述金屬涂層包含選自Cu、Ni、W、Co、Fe、Ru、Ir、Pd、Pt、或它們的組合的材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的隔膜,其中,所述第一金屬碳化物涂層的厚度為100nm至1000nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的隔膜,其中,所述金屬涂層的厚度為100nm至1000nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的隔膜,其中,所述第二金屬碳化物涂層的厚度為70nm至200nm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔膜,進一步包括設置在所述金屬涂層和所述第二金屬碳化物涂層之間的石墨烯或石墨涂層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的隔膜,其中,所述石墨烯或石墨涂層的厚度小于10nm。
10.一種制造用于燃料電池的隔膜的方法,包括:
在基底材料之上形成第一金屬碳化物涂層;
在所述第一金屬碳化物涂層之上形成金屬涂層;以及
在所述金屬涂層之上形成第二金屬碳化物涂層。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法,其中,所述形成第一金屬碳化物涂層的步驟包括:
通過蒸發(fā)第一前體產(chǎn)生第一前體氣體;
將含有所述第一前體氣體、活性氣體、和含碳氣體的第一金屬碳化物涂層形成氣體引入反應室中;以及
通過向所述反應室施加電壓將所述第一金屬碳化物涂層形成氣體變?yōu)榈入x子態(tài),在基底材料上形成所述第一金屬碳化物涂層。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法,其中,所述形成第二金屬碳化物涂層的步驟包括:
通過蒸發(fā)第二前體制備第二前體氣體;
將含有所述第二前體氣體、活性氣體、和含碳氣體的第二金屬碳化物涂層形成氣體引入反應室中;以及
通過向所述反應室施加電壓將所述第二金屬碳化物涂層形成氣體變?yōu)榈入x子態(tài),在所述基底材料上形成所述第二金屬碳化物涂層。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法,其中,所述第一前體和所述第二前體分別為選自由化學式1表示的化合物、由化學式2表示的化合物、以及它們的組合的材料:
[化學式1]
其中,M1表示選自Ti、Cr、Mo、W、或Nb的材料,
R1至R3獨立地表示取代或未取代的C1至C10烷基,
L1至L3獨立地是-O-或-S-,并且n表示0或1
[化學式2]
其中,M2表示Ti、Cr、Mo、W、或Nb;
R1至R3獨立地表示取代或未取代的C1至C10烷基,
R4至R9獨立地選自氫、重氫、或取代或未取代的C1至C10烷基,并且
L4至L6獨立地是-O-或-S-。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法,其中,所述第一前體和所述第二前體分別為選自由化學式3表示的化合物、由化學式4表示的化合物、以及它們的組合的材料
[化學式3]
CpTi(O-iPr)3
[化學式4]
(Me3Si)3NTi(O-iPr)3,
其中,Cp表示由化學式5表示的取代基,并且iPr表示異丙基
[化學式5]
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法,其中,所述活性氣體是NH3、H2、或N2。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法,其中,所述含碳氣體選自C2H2、CH4、C6H12、C7H14、或它們的組合。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法,其中,所述第一金屬碳化物涂層形成氣體和所述第二金屬碳化物涂層形成氣體進一步包括惰性氣體和氫氣。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法,其中,所述第一金屬碳化物涂層和所述第二金屬碳化物涂層在低于或等于200℃的溫度范圍形成。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法,其中,所述形成金屬涂層的步驟通過濺射方法進行。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法,進一步包括,在所述形成金屬涂層的步驟之后,形成石墨烯或石墨涂層。