TWI641175B - 抗腐蝕結構及包含其之燃料電池 - Google Patents

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TWI641175B
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Abstract

本揭露提供一種抗腐蝕結構及包含其之燃料電池。該抗腐蝕結構包含：一鋁層；一第一抗腐蝕層，其中該第一抗腐蝕層可為一含鎳錫之合金層；以及，一中介層，可位於該鋁層及該第一抗腐蝕層中間，其中該中介層可為一含鎳錫鋁之合金層。

Description

抗腐蝕結構及包含其之燃料電池
本揭露關於一種抗腐蝕結構及包含其之燃料電池。
燃料電池係一種高效率的能源轉換裝置，在其陽極供應燃料並在陰極供應氧化劑，即可藉由電化學反應將燃料的化學能轉換為電能。
雙極板是燃料電池關鍵的組件之一，主要功能為分隔燃料與空氣以避免兩者混合發生燃燒的危險。不鏽鋼雙極板雖然具有高的抗腐蝕性，但其具有重量無法降低以及成本過於昂貴等缺點。鋁雙極板雖然具有重量輕、強度高、及便宜等優點，但鋁基材與抗腐蝕層之接合強度不佳，易發生鍍層剝離之現象。
因此，業界需要一種新的雙極板結構，以解決上述問題。
根據本揭露實施例，本揭露提供一種抗腐蝕結構，包含：一鋁層；一第一抗腐蝕層，其中該第一抗腐蝕層可為一含鎳錫之合金層；以及，一中介層，可位於該鋁層及該第一抗腐蝕層中間，其中該中介層可為一含鎳錫鋁之合金層。
根據本揭露其他實施例，本揭露亦提供一種燃料電 池。該燃料電池可包含一雙極板，其中該雙極板係為上述抗腐蝕結構。
10‧‧‧鋁層
12‧‧‧第一抗腐蝕層
14‧‧‧中介層
31、32‧‧‧位置
41、42、43‧‧‧位置
51、52、53‧‧‧位置
61、62、63、64‧‧‧位置
71、72、73‧‧‧位置
100‧‧‧抗腐蝕結構
102‧‧‧第一雙極板
104‧‧‧膜電極組
106‧‧‧第二雙極板
200‧‧‧燃料電池
第1圖係為本揭露實施例所述抗腐蝕結構之示意圖；第2圖係為本揭露實施例所述燃料電池之示意圖；第3圖係為本揭露實施例1抗腐蝕結構(1)的掃描式電子顯微鏡(scanning electron microscope、SEM)圖譜；第4圖係為本揭露實施例2抗腐蝕結構(2)的掃描式電子顯微鏡(scanning electron microscope、SEM)圖譜；第5圖係為本揭露實施例3抗腐蝕結構(3)的掃描式電子顯微鏡(scanning electron microscope、SEM)圖譜；第6圖係為本揭露實施例4抗腐蝕結構(4)的掃描式電子顯微鏡(scanning electron microscope、SEM)圖譜；第7圖係為本揭露實施例5抗腐蝕結構(5)的掃描式電子顯微鏡(scanning electron microscope、SEM)圖譜。
以下針對本揭露之抗腐蝕結構作詳細說明。應了解的是，以下之敘述提供許多不同的實施例，用以實施本揭露之不同樣態。以下所述特定的元件及排列方式僅為簡單描述本揭露。當然，這些僅用以舉例而非本揭露之限定。此外，在不同實施例中可能使用重複的標號或標示。這些重複僅為了簡單清楚地敘述本揭露，不代表所討論之不同實施例及/或結構之間具有任何關連性。且在圖式中，實施例之形狀、數量、或是厚度可擴大，並以簡化或是方便標 示。再者，圖式中各元件之部分將以分別描述說明之，值得注意的是，圖中未繪示或描述之元件，為所屬技術領域中具有通常知識者所知的形式，此外，特定之實施例僅為揭示本揭露使用之特定方式，其並非用以限定本揭露。
本揭露實施例提供一種抗腐蝕結構，可作為燃料電池所使用之雙極板。該抗腐蝕結構可藉由控制溫度壓力在第一抗腐蝕層(例如鈦鎳錫(TiNiSn)層)與鋁層中間利用介面反應形成一中介層。該中介層(例如具有化學結構式MxNiySnwAlz的膜層，其中0.10≦x≦0.25、0.10≦y≦0.25、0.6≦z≦0.75、0.01≦w≦0.10、x+y+z+w=1、以及M係Ti、Zr、或Hf)不僅可作為第二抗腐蝕層以保護鋁層，另外也可增強第一抗腐蝕層與鋁層的的接合強度，解決抗腐蝕層容易與鋁層分離的問題。
根據本揭露實施例，請參照第1圖，該抗腐蝕結構100包含：一鋁層10；一第一抗腐蝕層12，其中該第一抗腐蝕層可為一含鎳錫之合金層；以及一中介層14，位於該鋁層及該第一抗腐蝕層中間，作為一第二抗腐蝕層。其中該中介層可為一含鎳錫鋁之合金層。在此，該含鎳錫之合金層係指包含鎳及錫的合金屬，且該含鎳錫之合金層可進一步包含其他金屬元素，例如鈦、鋯、或鉿；以及，該含鎳錫鋁之合金層係指包含鎳、錫、及鋁的合金屬，且該含鎳錫鋁之合金層可進一步包含其他金屬元素，例如鈦、鋯、或鉿。該鋁層10之厚度可介於約100μm至5mm之間(例如約200μm至3mm之間、或200μm至2mm之間)，該第一抗腐蝕層12之厚度可介於約100μm至5mm之間(例如約200μm至3mm之間、或200μm至2mm之間)，以及該中介層14之厚度可介於約1μm至300μm之間(例如約5μm至180μm之 間、或10μm至150μm之間)。若該中介層14之厚度過薄，易導致第一抗腐蝕層12容易由該抗腐蝕結構100剝離；若該中介層14之厚度過厚，易導致該抗腐蝕結構100整體之電性下降。
根據本揭露實施例，該第一抗腐蝕層可為含鈦鎳錫之合金層、含鋯鎳錫之合金層、或含鉿鎳錫之合金層，例如鈦鎳錫(TiNiSn)合金層、鋯鎳錫(ZrNiSn)合金層、或鉿鎳錫(HfNiSn)合金層。此外，為改善該第一抗腐蝕層的電性，該第一抗腐蝕層可為摻雜銻(Sb)的含鎳錫之合金層。根據本揭露實施例，該摻雜銻(Sb)的含鎳錫之合金層的銻原子濃度可介於約0.01至5原子百分比(atom%)，以該合金層之銻原子及錫原子的總數為基準。舉例來說，該第一抗腐蝕層可為摻雜銻的鈦鎳錫(TiNiSn1-aSba)合金層、摻雜銻的鋯鎳錫(ZrNiSn1-aSba)合金層、或摻雜銻的鉿鎳錫(HfNiSn1-aSba)合金層，其中0.0001≦a≦0.05。
根據本揭露實施例，該中介層可具有化學結構式MxNiySnwAlz，其中0.10≦x≦0.25、0.10≦y≦0.25、0.6≦z≦0.75、0.01≦w≦0.10、x+y+z+w=1、以及M係Ti、Zr、或Hf。此外，該中介層可為一含鈦鎳錫鋁之合金層，例如具有化學結構式為TixNiySnwAlz的鈦鎳錫鋁合金層，其中0.10≦x≦0.25、0.10≦y≦0.25、0.6≦z≦0.75、0.01≦w≦0.10、以及x+y+z+w=1；該中介層可為一含鋯鎳錫鋁之合金層，例如具有化學結構式為ZrxNiySnwAlz的鋯鎳錫鋁合金層，其中0.10≦x≦0.25、0.10≦y≦0.25、0.6≦z≦0.75、0.01≦w≦0.10以及x+y+z+w=1；以及，該中介層可為一含鉿鎳錫鋁之合金層，例如具有化學結構式為HfxNiySnwAlz的鋯鎳錫鋁合金層，其中0.10≦x≦0.25、0.10≦y≦0.25、0.6≦z≦0.75、0.01 ≦w≦0.10、以及x+y+z+w=1。
根據本揭露實施例，本揭露所述抗腐蝕結構之製備方式包含將一鋁片與一含鎳錫的合金片材(例如：含鈦鎳錫之合金片材、含鋯鎳錫之合金片材、或含鉿鎳錫之合金片材)進行一熱壓合製程，得到本揭露所述之抗腐蝕結構。其中，該熱壓溫度可約為400℃至600℃(例如：約450℃至550℃)、熱壓壓力可約為0.5ton至5ton(例如：約1ton至3ton)、以及熱壓時間可約為0.1小時至10小時(例如：約1小時至5小時)。值得注意的是，本揭露所述抗腐蝕結構其中介層的厚度可藉由熱壓溫度、熱壓壓力、及熱壓時間加以控制。此外，該含鎳錫的合金片材在與鋁片進行熱壓合製程前，可先進行一退火製程，該退火製程溫度可約為800℃至1050℃(例如：約850℃至950℃)。
根據本揭露實施例，本揭露亦提供一種燃料電池200，請參照第2圖，該燃料電池200可包含一第一雙極板102、一膜電極組(membrane electrode assembly)104、及一第二雙極板106，其中該第一雙極板102及該第二雙極板106之至少一者係為本揭露所述之抗腐蝕結構。舉例來說，該第一雙極板102可為本揭露所述之抗腐蝕結構、該第二雙極板106可為本揭露所述之抗腐蝕結構、或第一雙極板102及該第二雙極板106可同時為本揭露所述之抗腐蝕結構。
為了讓本揭露之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉數實施例及比較實施例，作詳細說明如下：
製備例1：分別取21.2克鈦(Ti)、26.1克鎳(Ni)、與52.7克錫(Sn)置於一高溫爐中，進行一高溫熔鍊製程(melting process)，得到一鈦 鎳錫之合金塊材。接著，對該鈦鎳錫之塊材進行一退火製程，其中退火條件為在1050℃下維持24小時，然後在900℃下維持240小時。接著，將該退火後之鈦鎳錫合金材料先進行球磨，得到合金粉末，再將合金粉末進行熱壓塑型，得到一厚度約為1mm的鈦鎳錫(TiNiSn)圓形片材(半徑約為1cm)。
將鈦鎳錫(TiNiSn)片材進一步切割為面積0.9cm2的材料，並置於腐蝕溶液(0.5M的硫酸)中，進行抗腐蝕性測試，量測該鈦鎳錫片材在不同時間的腐蝕電流及腐蝕密度，結果如表1所示。
由表1可得知鈦鎳錫(TiNiSn)片材放置於腐蝕溶液中5分鐘後其腐蝕密度降低至0.027μA/cm-2，而進一步放置於腐蝕溶液中90分鐘後，其腐蝕密度降低至0.018μA/cm-2，此表示鈦鎳錫(TiNiSn)確實具有抗腐蝕性。
量測退火後鈦鎳錫片材的的導電度。接著，將鈦鎳錫片材置於腐蝕溶液(0.5M的硫酸)二小時後，再一次量測鈦鎳錫片材的導電度，結果如表2所示。
由表2可得知，經退火後之鈦鎳錫片材導電度大於DOE所規範的雙極板電性標準(100Scm-1)。此外，經腐蝕後之鈦鎳錫片 材之導電度無明顯之變化，此表示鈦鎳錫片材並沒有因腐蝕而影響其導電度。
製備例2：分別取33.96克鋯(Zr)、21.85克鎳(Ni)、與44.19克錫(Sn)置於一高溫爐中，進行一高溫熔鍊製程(melting process)，得到一鋯鎳錫之合金塊材。接著，對該鋯鎳錫之塊材進行一退火製程，其中退火條件為在1050℃下維持24小時，然後在900℃下維持240小時。接著，將該退火後之鋯鎳錫合金材料先進行球磨，得到合金粉末，再將合金粉末進行熱壓塑型，得到一厚度約為1mm的鋯鎳錫(ZrNiSn)圓形片材(半徑約為1cm)。
製備例3：分別取50.15克鉿(Hf)、16.49克鎳(Ni)、與33.36克錫(Sn)置於一高溫爐中，進行一高溫熔鍊製程(melting process)，得到一鉿鎳錫之合金塊材。接著，對該鉿鎳錫之塊材進行一退火製程，其中退火條件為在1050℃下維持24小時，然後在900℃下維持240小時。接著，將該退火後之鉿鎳錫合金材料先進行球磨，得到合金粉末，再將合金粉末進行熱壓塑型，得到一厚度約為1mm的鉿鎳錫(HfNiSn)圓形片材(半徑約為1cm)。
製備例4：分別取21.23克鈦(Ti)、26.04克鎳(Ni)、與50.03克錫(Sn)、2.70克銻(Sb)置於一高溫爐中，進行一高溫熔鍊製程(melting process)，得到一含鈦鎳錫銻之合金塊材。接著，對該含鈦鎳錫銻之塊材進行一退火製程，其中退火條件為在1050℃下維持24小時，然後在900℃下維持240小時。接著，將該退火後之含鈦鎳錫銻合金 材料先進行球磨，得到合金粉末，再將合金粉末進行熱壓塑型，得到一厚度約為1mm的鈦鎳錫銻(TiNiSn0.95Sb0.05)圓形片材(半徑約為1cm)。
抗腐蝕結構之製備
實施例1：將一厚度約為5mm的鋁片(半徑約為1cm)與製備例1所得之鈦鎳錫(TiNiSn)片材進行一熱壓合製程，其中該熱壓溫度為500℃、熱壓壓力為1ton、以及熱壓時間為1小時，得到抗腐蝕結構(1)。以掃描式電子顯微鏡(scanning electron microscope、SEM)觀察所得之抗腐蝕結構(1)，結果如第3圖所示。由第3圖可知，在對該鋁片及鈦鎳錫(TiNiSn)片材進行熱壓合製程時，一中介層14經由熱擴散結合方式形成於所得之抗腐蝕結構(1)的鋁層10及鈦鎳錫(TiNiSn)層(作為第一抗腐蝕層12)中間。由掃描式電子顯微鏡譜可計算出該中介層14的厚度約為90μm。
接著，以掃描式電子顯微鏡能量散佈分析儀(Scanning Electron Microscope & Energy Dispersive Spectrometer、SEM-EDS)對第3圖所示中介層14的位置31及位置32進行成份分析，結果如表3所示。
由表3可計算出該中介層14係為一鈦鎳錫鋁合金層(化 學結構可以TixNiySnwAlz表示，其中位置31之x為0.1413、y為0.1536、z為0.6903、以及w為0.0148；以及，位置32之x為0.2151、y為0.1097、z為0.645、以及w為0.0302)。由此可得知，對鋁片及鈦鎳錫(TiNiSn)片材進行熱壓合製程後，確實可以熱擴散結合方式形成鈦鎳錫鋁中介層。
實施例2：將一厚度約為1mm的鋁片(半徑尺寸約為1cm)與製備例1所得之鈦鎳錫(TiNiSn)片材進行一熱壓合製程，其中該熱壓溫度為500℃、熱壓壓力為1ton、以及熱壓時間為2小時，得到抗腐蝕結構(2)。以掃描式電子顯微鏡(scanning electron microscope、SEM)觀察所得之抗腐蝕結構(2)，結果如第4圖所示。由第4圖可知，在對該鋁片及鈦鎳錫(TiNiSn)片材進行熱壓合製程時，一中介層14經由熱擴散結合方式形成於所得之抗腐蝕結構(2)的鋁層10及鈦鎳錫(TiNiSn)層(作為第一抗腐蝕層12)中間。由掃描式電子顯微鏡譜可計算出該中介層14的厚度約為180μm。
接著，以掃描式電子顯微鏡能量散佈分析儀(Scanning Electron Microscope & Energy Dispersive Spectrometer、SEM-EDS)對第4圖所示第一抗腐蝕層12的位置41、中介層14的位置42及位置43、以及鋁層10的位置44進行成份分析，結果如表4所示。
由表4可計算出該中介層14係為一鈦鎳錫鋁合金層(化學結構可以TixNiySnwAlz表示，其中位置42之x為0.1455、y為0.1502、z為0.6596、以及w為0.0448；以及，位置43之x為0.150、y為0.1435、z為0.6681、以及w為0.0384)。由此可得知，對鋁片及鈦鎳錫(TiNiSn)片材進行熱壓合製程後，確實可以熱擴散結合方式形成鈦鎳錫鋁中介層。
請參照表5，係顯示實施例1及實施例2所述熱壓合製程條件及所得之中介層厚度。
由表5可得知，當延長熱壓合製程時間，可使所得之中介層的厚度增加。
實施例3
將一厚度約為5mm的鋁片(半徑約為1cm)與製備例2所得之鋯鎳錫(ZrNiSn)片材進行一熱壓合製程，其中該熱壓溫度為500℃、熱壓壓力為1ton、以及熱壓時間為1小時，得到抗腐蝕結構(3)。以掃描式電子顯微鏡(scanning electron microscope、SEM)觀察所得之抗腐蝕結構(3)，結果如第5圖所示。由第5圖可知，在對該鋁片及鋯鎳錫(ZrNiSn)片材進行熱壓合製程時，一中介層14經由熱擴散結合方式形成於所得之抗腐蝕結構(3)的鋁層10及鋯鎳錫(ZrNiSn) 層(作為第一抗腐蝕層12)中間。由掃描式電子顯微鏡譜可計算出該中介層14的厚度約為100μm。
接著，以掃描式電子顯微鏡能量散佈分析儀(Scanning Electron Microscope & Energy Dispersive Spectrometer、SEM-EDS)對第5圖所示第一抗腐蝕層12的位置51、中介層14的位置52、以及鋁層10的位置53進行成份分析，結果如表6所示
由表6可計算出該中介層14係為一鋯鎳錫鋁合金層(化學結構可以ZrxNiySnwAlz表示，其中位置52之x為0.1260、y為0.1485、z為0.6391、以及w為0.0863)。由此可得知，對鋁片及鋯鎳錫(ZrNiSn)片材進行熱壓合製程後，確實可以熱擴散結合方式形成鋯鎳錫鋁中介層。
實施例4
將一厚度約為5mm的鋁片(半徑約為1cm)與製備例3所得之鉿鎳錫(HfNiSn)片材進行一熱壓合製程，其中該熱壓溫度為500℃、熱壓壓力為1ton、以及熱壓時間為1小時，得到抗腐蝕結構(4)。以掃描式電子顯微鏡(scanning electron microscope、SEM)觀察所得之抗腐蝕結構(4)，結果如第6圖所示。由第6圖可知，在對該鋁片及鉿鎳錫(HfNiSn)片材進行熱壓合製程時，一中介層14經由原位 擴散結合方式形成於所得之抗腐蝕結構(4)的鋁層10及鉿鎳錫(HfNiSn)層(作為第一抗腐蝕層12)中間。由掃描式電子顯微鏡譜可計算出該中介層14的厚度約為150μm。
接著，以掃描式電子顯微鏡能量散佈分析儀(Scanning Electron Microscope & Energy Dispersive Spectrometer、SEM-EDS)對第6圖所示第一抗腐蝕層12的位置61、中介層14的位置62及位置63、以及鋁層10的位置64進行成份分析，結果如表7所示。
由表7可計算出該中介層14係為一鉿鎳錫鋁合金層(化學結構可以HfxNiySnwAlz表示，其中位置62之x為0.1180、y為0.1395、z為0.6751、以及w為0.0673；以及，位置63之x為0.1188、y為0.1340、z為0.7081、以及w為0.0390)。由此可得知，對鋁片及鉿鎳錫(HfNiSn)片材進行熱壓合製程後，確實可以熱擴散結合方式形成鉿鎳錫鋁中介層。
實施例5
將一厚度約為5mm的鋁片(半徑約為1cm)與製備例4所得之鈦鎳錫銻(TiNiSn0.95Sb0.05)片材進行一熱壓合製程，其中該熱壓 溫度為500℃、熱壓壓力為1ton、以及熱壓時間為1小時，得到抗腐蝕結構(5)。以掃描式電子顯微鏡(scanning electron microscope、SEM)觀察所得之抗腐蝕結構(5)，結果如第7圖所示。由第7圖可知，在對該鋁片及鈦鎳錫銻(TiNiSn0.95Sb0.05)片材進行熱壓合製程時，一中介層14經由原位擴散結合方式形成於所得之抗腐蝕結構(5)的鋁層10及鈦鎳錫銻(TiNiSn0.95Sb0.05)層(作為第一抗腐蝕層12)中間。由掃描式電子顯微鏡譜可計算出該中介層14的厚度約為100μm。
接著，以掃描式電子顯微鏡能量散佈分析儀(Scanning Electron Microscope & Energy Dispersive Spectrometer、SEM-EDS)對第7圖所示第一抗腐蝕層12的位置71、中介層14的位置72、以及鋁層10的位置73進行成份分析，結果如表8所示。
由表8可計算出該中介層14係為一鈦鎳錫銻鋁合金層(化學結構可以TixNiySnwSbaAlz表示，其中位置72之x為0.1643、y為0.1380、z為0.6666、w為0.0302以及a為0.0009。由此可得知，對鋁片及鈦鎳錫銻(TiNiSn0.95Sb0.05)片材進行熱壓合製程後，確實可以熱擴散結合方式形成鈦鎳錫銻鋁中介層。
接合強度測試
實施例6
將實施例1所得之抗腐蝕結構(1)切割為2mm x 2mm的試片，並將該試片以推力機根據依據ASTM-F1269進行鋁層及鈦鎳錫層之間的接合強度測試。經該測試可得知，對實施例1所述之抗腐蝕結構(1)之鈦鎳錫層施加50Kg的推力時，仍無法使鈦鎳錫層由該抗腐蝕結構(1)剝離。基於上述，由於本揭露所述腐蝕結構具有該中介層形成於該鋁層及抗腐蝕層(例如：鈦鎳錫層)之間，可增強抗腐蝕層與鋁層的接合強度，解決抗腐蝕層容易與鋁層分離的問題。
雖然本揭露已以數個實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何本技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作任意之更動與潤飾，因此本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (20)

  1. 一種抗腐蝕結構，包含：一鋁層；一第一抗腐蝕層，其中該第一抗腐蝕層係一含鎳錫之合金層；以及一中介層，位於該鋁層及該第一抗腐蝕層中間，其中該中介層係一含鎳錫鋁之合金層。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之抗腐蝕結構，其中該第一抗腐蝕層係為含鈦鎳錫之合金層、含鋯鎳錫之合金層、或含鉿鎳錫之合金層。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之抗腐蝕結構，其中該中介層具有化學結構式如下MxNiySnwAlz，其中0.10≦x≦0.25、0.10≦y≦0.25、0.6≦z≦0.75、0.01≦w≦0.10、x+y+z+w=1、以及M係Ti、Zr、或Hf。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之抗腐蝕結構，其中該第一抗腐蝕層係為摻雜銻的含鎳錫之合金層。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之抗腐蝕結構，其中該第一抗腐蝕層之銻原子濃度介於0.01-5原子百分比(atom%)，以銻原子及錫原子的總數為基準。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之抗腐蝕結構，其中該第一抗腐蝕層係為含鈦鎳錫之合金層。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之抗腐蝕結構，其中該第一抗腐蝕層係為摻雜銻的含鈦鎳錫之合金層。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之抗腐蝕結構，其中該中介 層係一含鈦鎳錫鋁之合金層。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之抗腐蝕結構，其中該含鈦鎳錫鋁之合金層具有化學結構式如下TixNiySnwAlz，其中0.10≦x≦0.25、0.10≦y≦0.25、0.6≦z≦0.75、0.01≦w≦0.10、以及x+y+z+w=1。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之抗腐蝕結構，其中該第一抗腐蝕層係為含鋯鎳錫之合金層。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之抗腐蝕結構，其中該第一抗腐蝕層係為摻雜銻的含鋯鎳錫之合金層。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之抗腐蝕結構，其中該中介層係一含鋯鎳錫鋁之合金層。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之抗腐蝕結構，其中該含鋯鎳錫鋁之合金層具有化學結構式如下ZrxNiySnwAlz，其中0.10≦x≦0.25、0.10≦y≦0.25、0.6≦z≦0.75、0.01≦w≦0.10以及x+y+z+w=1。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之抗腐蝕結構，其中該第一抗腐蝕層係為含鉿鎳錫之合金層。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之抗腐蝕結構，其中該第一抗腐蝕層係為摻雜銻的含鉿鎳錫之合金層。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之抗腐蝕結構，其中該中介層係一含鉿鎳錫鋁之合金層。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之抗腐蝕結構，其中該含鉿鎳錫鋁之合金層具有化學結構式如下HfxNiySnwAlz，其中0.10≦x≦0.25、0.10≦y≦0.25、0.6≦z≦0.75、0.01≦w≦0.10、 以及x+y+z+w=1。
  18. 如申請專利範圍第16項所述之抗腐蝕結構，其中該中介層之厚度係1μm至300μm。
  19. 如申請專利範圍第16項所述之抗腐蝕結構，其中該中介層係作為一第二抗腐蝕層。
  20. 一種燃料電池，包含：一雙極板，其中該雙極板係為申請專利範圍第1項所述抗腐蝕結構。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06267550A (ja) * 1993-03-12 1994-09-22 Toshiba Corp 溶融炭酸塩型燃料電池用セパレータおよび溶融炭酸塩型燃料電池用セパレータの耐食処理方法
KR100394777B1 (ko) * 1996-06-19 2003-11-17 한국전력공사 용융탄산염연료전지분리판의표면처리방법
KR20100043765A (ko) * 2008-10-21 2010-04-29 (주)아나이엔지 연료전지용 금속분리판의 제조방법
JP2010218899A (ja) * 2009-03-17 2010-09-30 Toyota Motor Corp 燃料電池セパレータの製造方法および燃料電池セパレータ
TW201136014A (en) * 2010-04-14 2011-10-16 Fu-Xiang Yao Fuel cell and its aluminum-based bipolar plate

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06267550A (ja) * 1993-03-12 1994-09-22 Toshiba Corp 溶融炭酸塩型燃料電池用セパレータおよび溶融炭酸塩型燃料電池用セパレータの耐食処理方法
KR100394777B1 (ko) * 1996-06-19 2003-11-17 한국전력공사 용융탄산염연료전지분리판의표면처리방법
KR20100043765A (ko) * 2008-10-21 2010-04-29 (주)아나이엔지 연료전지용 금속분리판의 제조방법
JP2010218899A (ja) * 2009-03-17 2010-09-30 Toyota Motor Corp 燃料電池セパレータの製造方法および燃料電池セパレータ
TW201136014A (en) * 2010-04-14 2011-10-16 Fu-Xiang Yao Fuel cell and its aluminum-based bipolar plate

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