一种带微织构的燃料电池质子交换膜及其加工方法技术

本发明专利技术提供了一种带微织构的燃料电池质子交换膜及其加工方法，所述燃料电池质子交换膜的阴极表面按内密外疏梯度分布若干花瓣状的凹凸复合织构。所述凹凸复合织构包括凹坑和凸起，所述凹坑边缘处设有一圈凸起，所述凹坑的内表面均布若干半椭球微凹坑。根据相邻凹凸复合织构的间距将所述阴极表面划分为中心区域、中间区域和外围区域，且在每个区域内，任一相邻凹凸复合织构的间距均是由内向外梯度递增。本发明专利技术凹凸复合织构可有效增大质子交换膜阴极表面的表面积，有助于催化剂与反应气体充分接触，提高反应效率；还能使碳担载铂催化剂稳定镶嵌在此结构内，并提高催化剂活性面积，从而提高催化剂利用率。

A fuel cell proton exchange membrane with micro texture and its processing method

【技术实现步骤摘要】
一种带微织构的燃料电池质子交换膜及其加工方法
本专利技术涉及燃料电池领域，具体涉及一种带微织构的燃料电池质子交换膜及其加工方法。
技术介绍
随着环境污染问题越来越严重，燃料电池因其转化效率高无污染的特点获得了国内外的关注。质子交换膜燃料电池(Protonexchangemembranefuelcell，PEMFC)是燃料电池广泛应用的一种，PEMFC以能量转化效率高、运行可靠性高、环境无污染、运动部件少、无噪音等优势而被认为是替代传统化石能源最有前景的绿色能源转化装置。膜电极是质子交换膜燃料电池的核心结构部件，质子交换膜是膜电极的核心组成部件之一，其具有传导质子、隔绝氢气和氧气、防止气体在阴极流道与阳极流道间混合反应的作用，同时，质子交换膜两表面还是催化反应发生的场所，与催化剂直接接触，因此，质子交换膜必须具有高化学稳定性、高质子传导率、致密性好、机械强度高等特点。质子交换膜处于阴阳两催化剂层之间，并直接与催化剂接触，其表面微观形貌结构对催化剂利用率、导电率、质子传导等具有重要影响。随着对质子交换膜的深入研究，图案化膜已成为当今本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带微织构的燃料电池质子交换膜，其特征在于，所述燃料电池质子交换膜(1)的阴极表面(2)按内密外疏梯度分布若干花瓣状的凹凸复合织构(3)。/n

【技术特征摘要】
1.一种带微织构的燃料电池质子交换膜，其特征在于，所述燃料电池质子交换膜(1)的阴极表面(2)按内密外疏梯度分布若干花瓣状的凹凸复合织构(3)。


2.根据权利要求1所述的带微织构的燃料电池质子交换膜，其特征在于，所述凹凸复合织构(3)包括凹坑(4)和凸起(5)，所述凹坑(4)边缘处设有一圈凸起(5)，所述凹坑(4)的内表面均布若干半椭球微凹坑(6)。


3.根据权利要求2所述的带微织构的燃料电池质子交换膜，其特征在于，若干所述凹凸复合织构(3)环形分布在所述阴极表面(2)上；根据相邻凹凸复合织构(3)的间距将所述阴极表面(2)划分为中心区域a、中间区域b和外围区域c，且在每个区域内，任一相邻凹凸复合织构(3)的间距均是由内向外梯度递增；在中心区域a内的相邻所述凹凸复合织构(3)之间的间距S1＝50～250μm；在中间区域b内的相邻所述凹凸复合织构(3)之间的间距S2＝250～450μm；在外围区域c内的相邻所述凹凸复合织构(3)之间的距离S3＝450～600μm。


4.根据权利要求3所述的带微织构的燃料电池质子交换膜，其特征在于，所述凹坑(4)的半径R＝20～200μm，所述凹坑(4)的深度H＝20～200μm；所述凸起(5)半径r＝5～120μm，所述凸起(5)高度h1＝5～120μm；若干所述凹凸复合织构(3)占所述阴极表面(2)总面积的35％～65％。


5.根据权利要求2所述的带微织构的燃料电池质子交换膜，其特征在于，若干所述凹凸复合织构(3)矩形分布在所述阴极表面(2)上；根据相邻凹凸复合织构(3)的间距将所述阴极表面(2)划分为中心区域a、中间区域b和外围区域c，且在每个区域内，任一相邻凹凸复合织构(3)的间距均是由内向外梯度递增；在中心区域a内的相邻所述凹凸复合织构(3)之间的间距S1＝50～200μm；在中间区域b内的相邻所述凹凸复合织构(3)之间的间距S2＝200～400μm；在外围区域c内的相邻所述凹凸复合织构(3)之间的距离S3＝400～600μm。


6.根据权利要求5所述的带微织构的燃料电池质子交换...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鑫，尹必峰，解玄，许晟，贾和坤，唐捷旭，陈明山，董非，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32