一种具有润湿功能和高传质的膜电极和电池制造技术

本发明专利技术提供了一种具有润湿功能和高传质的膜电极和电池，膜电极包括依次设置的质子交换膜；阴极润湿层；阴极催化层；所述阴极润湿层中包括质量比为0.7～1.3:1的树脂和多孔载体；阴极润湿层为传输质子的亲水多孔介质；所述阴极润湿层的亲水性大于阴极催化层。上述膜电极通过设置阴极润湿层，其亲水性大于阴极催化层，能够拖拽阴极催化层生成的部分液态水形成“保水区”，“保水区”的存在为膜和电解质提供更好的润湿，同时建立的液压梯度能够促进水由阴极向阳极的反扩散，减缓阳极的缺水状态；而阴极电极其余区域保留的液态水相比传统膜电极结构有一定程度下降，能够为氧气传输提供更小的阻力，从而使得膜电极具有较高效的气态传质功能。

【技术实现步骤摘要】
一种具有润湿功能和高传质的膜电极和电池
本专利技术属于膜电极
，尤其涉及一种具有润湿功能和高传质的膜电极和电池。
技术介绍
近些年质子交换膜燃料电池以其功率密度高、启动迅速和排放低等特点受到了广泛关注，有望作为车用动力源实现汽车工业期盼的零尾气排放和能源独立性目标。随着质子交换膜燃料电池技术步入应用阶段，研究方向从开始的材料开发逐渐转为系统和结构设计(包括电极和电池结构设计)等方面。质子交换膜燃料电池内部的传输过程主要包括反应气体与水在流道和多孔电极内的传输、水的相变、膜对水的吸收和释放、质子和电子的传导等传质现象，以及物质熵变、电化学反应、欧姆电阻、相变等产热吸热所导致的传热现象，这些多尺度结构下的传热传质过程相互耦合，导致这方面问题的研究十分复杂。从上世纪90年代开始，就有研究人员指出了水热传输优化对提高电池功率密度与耐久性并降低成本的重要性，其中心思想是：从基本的传热传质机理出发，通过优化燃料电池内的多组分多相传输过程，在保证膜加湿(减小电阻)的前提下，加快反应气体输送与液态水排出(提高电化学反应速率)，从而提高性能。...

【技术保护点】
1.一种具有润湿功能和高传质的膜电极，包括依次设置的质子交换膜；/n阴极润湿层；/n阴极催化层；/n所述阴极润湿层中包括质量比为0.7～1.3:1的树脂和多孔载体；所述阴极润湿层为传输质子的亲水多孔介质；/n所述阴极润湿层的亲水性大于阴极催化层。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有润湿功能和高传质的膜电极，包括依次设置的质子交换膜；
阴极润湿层；
阴极催化层；
所述阴极润湿层中包括质量比为0.7～1.3:1的树脂和多孔载体；所述阴极润湿层为传输质子的亲水多孔介质；
所述阴极润湿层的亲水性大于阴极催化层。


2.根据权利要求1所述的膜电极，其特征在于，所述阴极润湿层的厚度为1～10μm。


3.根据权利要求1所述的膜电极，其特征在于，所述树脂为全氟磺酸树脂。


4.根据权利要求1所述的膜电极，其特征在于，所述树脂的EW值为600～1200g/mol。


5.根据权利要求1所述的膜电极，其特征在于，所述多孔载体...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓豪，刘佳，朱孟倩，石伟玉，侯中军，
申请(专利权)人：上海捷氢科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31