一种含排水通道的燃料电池微孔层及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种含排水通道的燃料电池微孔层及其制备方法，该微孔层(3)设于燃料电池的催化剂层(2)和支撑层(4)之间，所述微孔层(3)包括：多个排水通道(5)，孔径为1～50μm，所述排水通道(5)的孔壁表面分布疏水材料；多个非排水通道，孔径为0.05～0.5μm。与现有技术相比，本发明专利技术可实现快速排水、不影响疏水孔周围材料物性且成本低廉。

A microporous layer of fuel cell with drainage channel and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种含排水通道的燃料电池微孔层及其制备方法
本专利技术涉及燃料电池领域，具体涉及一种含排水通道的燃料电池微孔层及其制备方法。
技术介绍
燃料电池由质子交换膜、阴阳极催化层及气体扩散层构成，气体扩散层又可以进一步分为支撑层与微孔层。氢气在阳极催化剂的作用下转化为质子和电子，质子通过质子交换膜到达阴极，电子则通过外电路到达阴极。氧气进入阴极扩散层后，在阴极催化剂的作用下得到电子。在整个过程中，氢气与氧气不经过燃烧直接将化学能转化为电能，是一种既清洁又高效的能源装置。目前燃料电池的水淹和膜干，是影响燃料电池系统工作性能和可靠性的突出问题。由于质子导电率与水含量直接相关，因此燃料电池的质子交换膜在工作状态必须含有足够的水分。但如果燃料电池中的水太多则会导致水淹，导致气体无法进入催化层，阻碍电池反应的继续进行。因此必须对燃料电池进行有效的水管理，促使阴极产生的水能够快速排出燃料电池。针对上述问题，中国专利201410098807.3提出了一种燃料电池中的微孔层结构及气体扩散层组件。所述微孔层设置在燃料电池电极组件的催化层与气体扩散层之间，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含排水通道的燃料电池微孔层，该微孔层(3)设于燃料电池的催化剂层(2)和支撑层(4)之间，其特征在于，所述微孔层(3)包括：多个排水通道(5)，孔径为1～50μm，所述排水通道(5)的孔壁表面分布疏水材料；多个非排水通道，孔径为0.05～0.5μm。/n

【技术特征摘要】
1.一种含排水通道的燃料电池微孔层，该微孔层(3)设于燃料电池的催化剂层(2)和支撑层(4)之间，其特征在于，所述微孔层(3)包括：多个排水通道(5)，孔径为1～50μm，所述排水通道(5)的孔壁表面分布疏水材料；多个非排水通道，孔径为0.05～0.5μm。


2.根据权利要求1所述的一种含排水通道的燃料电池微孔层，其特征在于，所述微孔层(3)为一层或多层叠加结构，夹于催化剂层(2)和支撑层(4)之间。


3.根据权利要求1所述的一种含排水通道的燃料电池微孔层，其特征在于，所述支撑层(4)为碳纸、碳布或碳毡中的一种。


4.如权利要求1-3任一项所述的一种含排水通道的燃料电池微孔层的制备方法，其特征在于，该制备方法具体包括以下步骤：
(a)称取碳粉、助剂和去离子水，将碳粉和助剂加入到去离子水中进行分散，得到碳粉分散液，所述碳粉、助剂和碳粉分散液的质量比例为1:0.1～0.3:6.7～20；
(b)称取疏水材料，加入到步骤(a)所得的碳粉分散液中，得到微孔层浆液前驱体，所述疏水材料和碳粉的质量添加比例为0.1～0.3:1；
(c)称取造孔溶剂，加入到步骤(b)所得的微孔层浆液前驱体中，得到微孔层浆液，所述造孔溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：林瑞，陈亮，唐圣濠，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31