质子交换膜燃料电池制造技术

本发明专利技术公开一种质子交换膜燃料电池，包括质子交换膜，质子交换膜的一侧由内而外依次设置阳极催化剂层、阳极气体扩散层和阳极板；质子交换膜的另一侧设置阴极催化剂层、输水气体扩散层和导流极板；所述输水气体扩散层设有双层的输水气体通道，所述导流极板靠近气体扩散层的一面设有导流气体通道，所述导流气体通道内包含至少一个导流直流道，导流直流道的两侧壁设有鳍状的导流结构。本发明专利技术结合输水气体扩散层的输水作用与导流双极板的导流作用，解决了气体扩散层液态水的去除与双极板的气体通道内液态水的传输之间的矛盾，提高电池的水管理能力，提升电池性能，延长膜电极及电池的使用寿命。用寿命。

【技术实现步骤摘要】
质子交换膜燃料电池


[0001]本专利技术属于燃料电池
，特别涉及一种质子交换膜燃料电池。

技术介绍

[0002]燃料电池是一种将氢气和氧气通过电化学反应产生电能的发电装置，以质子交换膜燃料电池组为例，其包含多个单电池，如图1所示。单电池1包含位于中央的一质子交换膜11，其两侧各设一阳极催化剂层12a与阴极催化剂层12c，该催化剂层12a、12c两外侧分别设置一阳极气体扩散层13a与阴极气体扩散层13c,该气体扩散层13a、13c两侧各分别设置一阳极板14a和一阴极板14c，上述各构件紧密结合后即形成该单电池1。
[0003]燃料电池组由多于一个单电池组合而成，如图2、图3所示。在一已知燃料电池组100中，分别作为两相邻电池单体1的阳极板与阴极板通常可结合统称为一双极板15，双极板15的两面设有许多沟槽式的阳极气体通道16a与阴极气体通道16c，以输送反应用气体，对于该已知燃料电池组100，阳极气体通道16a输送氢气，阴极气体通道16c输送空气或氧气。此外，质子交换膜11，催化剂层12a、12c以及气体扩散层13a、13c共同构成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种质子交换膜燃料电池，包括质子交换膜，质子交换膜的一侧由内而外依次设置阳极催化剂层、阳极气体扩散层和阳极板；质子交换膜的另一侧设置阴极催化剂层；其特征在于，所述阴极催化剂层的外侧依次设置输水气体扩散层和导流极板；所述导流极板靠近气体扩散层的一面设有进气口、导流气体通道和出气口，且进气口、导流气体通道和出气口依次连通；所述导流气体通道内包含至少一个导流直流道，导流直流道的两侧壁设有鳍状的导流结构；所述导流结构为四棱锥形，包括导流侧壁与导流正壁，所述导流正壁与流道侧壁垂直，导流正壁与该导流直流道在物质传输方向的夹角为导流角，所述导流角为锐角，导流正壁与流道侧壁有一条共同的边，该边与该导流直流道的物质传输方向之间的夹角构成导流角，该导流角为锐角；所述输水气体扩散层由上气体扩散层与下气体扩散层贴合而成，上气体扩散层与下气体扩散层均为导电材料；上气体扩散层设有均匀排列的输水孔，下气体扩散层设有均匀排列的输水槽，各列输水孔与各输水槽位置一一对应，并上下连通构成输水气体通道；所述上气体扩散层靠近阴极催化剂层，下气体扩散层靠近导流极板，每条导流直流道对应两条输水槽，两条输水槽分别位于导流结构的上方，输水槽的开口表面一部分与导流极板接触，一部分与导流槽连通；该输水气体通道与导流气体通道组合构成输水导流流场。2.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池，其特征在于：所述输水气体扩散层的上气体扩散层的孔隙率小于或等于下气体扩散层的孔隙率。3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海超，汪传生，郭磊，陈宏波，韩雯雯，田晓龙，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：