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基于渗透率差异化金属泡沫不含气体扩散层的燃料电池制造技术

技术编号:28043920 阅读:70 留言:0更新日期:2021-04-09 23:27
本发明专利技术公开了一种基于渗透率差异化金属泡沫不含气体扩散层的燃料电池,其结构是:用阳、阴极金属泡沫层替代阳、阴极气体扩散层和阴极流道,金属泡沫层分别位于阳、阴极极板和阳、阴极催化层之间,反应气体从金属泡沫层直接进入微孔层和催化层,参与电化学反应。本发明专利技术结构将目前燃料电池结构的11结构层面简化为9个,同时对金属泡沫材料表面进行镀镍等处理,使其导电导热能力突出。针对碱性阴离子交换膜燃料电池阴极消耗水和阳极生成水的特征,阳极采用低渗透率和低孔隙率的金属泡沫,阴极采用高渗透率和高孔隙率的金属泡沫,由此可增强阴极流场中水向阴极催化层和膜的传输,以及阳极水透过膜向阴极传输的能力。

【技术实现步骤摘要】
基于渗透率差异化金属泡沫不含气体扩散层的燃料电池
本专利技术属于电化学燃料电池领域,具体涉及一种不含气体扩散层的碱性阴离子交换膜燃料电池装置。
技术介绍
碱性阴离子交换膜燃料电池(AAEMFC)是一种将燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能的装置,具有排放低、功率密度高、启动迅速等优势。因其内部碱性工作环境,更有利于非贵金属催化剂的使用,可以弥补传统燃料电池存在的成本和耐久性问题缺陷,成为可持续发展的绿色动力源。常用的碱性阴离子交换膜燃料电池一般由阳极极板、阳极流道、阳极气体扩散层、阳极微孔层、阳极催化层、碱性阴离子交换膜、阴极催化层、阴极微孔层、阴极气体扩散层、阴极流道、阴极极板等11个部分组成,通入流道的反应气体经气体扩散层和微孔层后进入催化层参与电化学反应,产生电流并在阳极生成水。在传统的沟-脊流道中,气体扩散层承担着支撑催化层、收集电流、传导气体和排出反应产物水的作用,是燃料电池的必备结构之一。随着燃料电池技术的发展,金属泡沫(MF)因其具有高孔隙结构、可压缩性强、支撑能力强、导电导热能力突出等有点,而可以替代传统“沟-脊本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于渗透率差异化金属泡沫不含气体扩散层的燃料电池,包括阳极极板、阳极金属泡沫层、阳极微孔层、阳极催化层、碱性阴离子交换膜、阴极催化层、阴极微孔层、阴极金属泡沫层以及阴极极板,其特征在于:用阳极金属泡沫层替代阳极气体扩散层和阳极流道;用阴极金属泡沫层替代阴极气体扩散层和阴极流道,阳、阴极金属泡沫层分别位于阳、阴极极板和阳、阴极催化层之间,反应气体分别从阳、阴极金属泡沫层直接进入阳、阴极微孔层和催化层,参与电化学反应。/n

【技术特征摘要】
1.基于渗透率差异化金属泡沫不含气体扩散层的燃料电池,包括阳极极板、阳极金属泡沫层、阳极微孔层、阳极催化层、碱性阴离子交换膜、阴极催化层、阴极微孔层、阴极金属泡沫层以及阴极极板,其特征在于:用阳极金属泡沫层替代阳极气体扩散层和阳极流道;用阴极金属泡沫层替代阴极气体扩散层和阴极流道,阳、阴极金属泡沫层分别位于阳、阴极极板和阳、阴极催化层之间,反应气体分别从阳、阴极金属泡沫层直接进入阳、阴极微孔层和催化层,参与电化学反应。


2.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:焦魁程超超王博文刘智
申请(专利权)人:天津大学
类型:发明
国别省市:天津;12

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