【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电化学电池、模块化电化学电池以及用于带来气体-到-液体或液体-到-气体转换的电化学电池的配置。例如,电化学电池可以是燃料电池。背景多种电化学工艺涉及气体-到-液体或液体-到-气体转化。例如,氢氧燃料电池通常利用气态氧气和氢气在固相、电连接的催化剂(如铂金属)处到液态水的转化。许多气体-到-液体或液体-到-气体工艺通过所谓的气体扩散电极(GDE)来最有效地执行。当前,市场上可购得的GDE通常包括不同大小的导电颗粒(通常是碳颗粒)的融合多孔层。最外层通常包含最小尺寸的颗粒,用较少量的憎水PTFE(聚四氟乙烯或TeflonTM)粘合剂融合在一起。最内层通常包含最大颗粒。可存在中等颗粒大小的多个中等层。GDE内的颗粒大小的从中心最大到最外侧上最小这一梯度的意图是为了创建并控制电极内的三相固液气边界。这一边界应当具有最大的可能表面积。创建这样的边界通过控制颗粒之间的平均孔大小从而确保最小孔大小在边缘处且最大的在中心,来有效地实现。因为孔通常相对憎水(由于PTFE粘合剂),所以边缘处的小孔大小(例如,30微米孔大小)用于阻碍和限制液态水进入GDE。即,水只可渗透进入GDE相对短的距离,其中每单位体积的电化学活性表面积是最大的。作为对比,GDE中心处的较大孔(例如,150微米孔大小)允许以低压力沿GDE长度的迅速气体传输,其中气体随后形成三向固液气边界,其中液态水在GDE的边界处,其中每单位体 ...
【技术保护点】
一种用于电合成或电能电池的气体扩散电极,包括:一个或多个气体可渗透层;在所述气体扩散电极的第一侧上提供的第一导电层;其中所述一个或多个气体可渗透层提供气体通道。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.07.31 AU 2013902844;2013.12.10 AU 2013904802;1.一种用于电合成或电能电池的气体扩散电极,包括:
一个或多个气体可渗透层;
在所述气体扩散电极的第一侧上提供的第一导电层;
其中所述一个或多个气体可渗透层提供气体通道。
2.如权利要求1所述的电极,其特征在于,所述第一导电层包括多孔导电材
料。
3.如权利要求1或2所述的电极,其特征在于,第二层在所述气体扩散电极
的第二侧上提供。
4.如权利要求3所述的电极,其特征在于,所述一个或多个气体可渗透层被
置于所述第一导电层和所述第二层之间。
5.如权利要求3或4所述的电极,其特征在于,所述第二层提供第二导电层。
6.如权利要求5所述的电极,其特征在于,所述第二导电层包括多孔导电材
料。
7.如权利要求6所述的电极,其特征在于,所述多孔导电材料是多孔金属材
料。
8.如权利要求1到7中的任一项所述的电极,其特征在于,在使用中,所述
气体扩散电极的所述第一侧和所述气体扩散电极的所述第二侧接触液体电解质。
9.如权利要求8所述的电极,其特征在于,在正常操作使用中,所述一个或
多个气体可渗透层是气体可渗透的且是所述液体电解质不可渗透的。
10.如权利要求8或9所述的电极,其特征在于,所述多孔导电材料是气体
可渗透的且是液体电解质可渗透的。
11.如权利要求1到10中的任一项所述的电极,其特征在于,存在两个或
更多个气体可渗透层。
12.如权利要求1到11中的任一项所述的电极,其特征在于,包括置于所
述第一导电层和所述第二导电层之间的间隔件。
13.如权利要求12所述的电极,其特征在于,所述间隔件形成所述气体通
道的至少一部分。
14.如权利要求12或13所述的电极,其特征在于,所述间隔件是与所述一
个或多个气体可渗透层不同的材料。
15.如权利要求1到14中的任一项所述的电极,其特征在于,所述气体扩
散电极是双面电极。
16.如权利要求15所述的电极,其特征在于,电解质间隔件被置于相邻的
气体扩散电极之间。
17.如权利要求16所述的电极,其特征在于,液体电解质能移动通过所述
电解质间隔件。
18.如权利要求3所述的电极,其特征在于,所述第一导电层和/或所述第
二层与所述一个或多个气体可渗透层相邻地提供或在其上提供。
19.如权利要求3所述的电极,其特征在于,所述第一导电层和/或所述第
二层被沉积在所述一个或多个气体可渗透层上。
20.如权利要求1到19中的任一项所述的电极,其特征在于,所述气体通
道能够在所述气体扩散电极内部运送气体。
21.如权利要求1到20中的任一项所述的电极,其特征在于,所述一个或
多个气体可渗透层是由气体可渗透材料形成的。
22.如权利要求21所述的电极,其特征在于,所述气体可渗透材料是从以
下各项的组中选择的:PTFE、ePTFE、聚丙烯、聚乙烯、聚醚砜以及聚砜。
23.如权利要求1到22中的任一项所述的电极,其特征在于,所述一个或
多个气体可渗透层和所述间隔件是毗邻的。
24.如权利要求1到23中的任一项所述的电极,其特征在于,气体在与电
解质通道基本上平行的所述气体通道中提取或引入。
25.如权利要求24所述的电极,其特征在于,所述气体在一个方向上提取
或引入,而第二气体经由第二气体扩散电极中的第二气体通道在另一方向上提取或
引入。
26.如权利要求25所述的电极,其特征在于,所述电解质通道与所述气体
通道分开且被置于所述气体扩散电极和所述第二气体扩散电极之间。
27.如权利要求12所述的电极,其特征在于,所述间隔件是柔性的。
28.如权利要求12或27所述的电极,其特征在于,所...
【专利技术属性】
技术研发人员:G·F·斯维吉斯,S·T·贝尔尼,陈俊,王彩云,
申请(专利权)人:奥克海德莱克斯控股有限公司,
类型:发明
国别省市:澳大利亚;AU
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