气体扩散层及其制备方法、膜电极组件和燃料电池技术

本发明专利技术公开了一种气体扩散层为多层微孔结构，包括在所述燃料电池中反应气体的导流方向上依次层叠排布的流道界面层、缓冲层、流体引导层和超微孔层；其中，所述流道界面层的孔隙率小于所述流体引导层的孔隙率且大于所述超微孔的孔隙率，所述缓冲层上设置有沿所述第一方向的孔隙率逐渐增加的孔隙率梯度；本发明专利技术通过设置具有孔隙率梯度的缓冲层，使燃料电池在电化学反应时产生的水以相对柔和的形式疏导出去，有效避免了“膜干”问题，同时通过超微孔层、流体引导层、缓冲层和流道界面层设置的组合孔隙率梯度，在避免燃料电池“膜干”问题时，同时兼顾避免了“水淹”问题，有效维持了燃料电池的水平衡，提高了燃料电池的性能。提高了燃料电池的性能。提高了燃料电池的性能。

【技术实现步骤摘要】
气体扩散层及其制备方法、膜电极组件和燃料电池


[0001]本专利技术涉及氢燃料电池
，尤其涉及一种气体扩散层及其制备方法、膜电极组件和燃料电池。

技术介绍

[0002]燃料电池又被称之为质子交换膜燃料电池，目前被公认为是实现低排放或零排放的能量转化装置之一，其工作原理是通过电化学催化反应，将氢气和氧气的化学能转化为电能，并提供电力的驱动装置；其具有工作温度低、启动快、能量转化效率高、环境友好、结构简单、操作方便等优点，被公认为电动汽车的首选能源，成为了目前燃料电池汽车的主流动力源。
[0003]燃料电池的核心部件为膜电极材料，由质子交换膜、催化剂层和气体扩散层通过热压工艺复合合成，与极板组合构成燃料电池的基本结构。燃料电池工作中反应气体经极板导流，再经气体扩散层扩散至催化剂表面发生反应，反应产物水从气体扩散层穿出汇入气流排出。其中，气体扩散层是燃料电池最重要的组件，由导电的多孔材料组成，起到支撑催化层、收集电流、传导气体和排出水等多重作用，实现了反应气体和产物水在流场和催化层之间的再分配，是影响电极性能的关键部件之一，其好坏直接影本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气体扩散层，应用于燃料电池，其特征在于：所述气体扩散层为多层微孔结构，包括在第一方向上依次层叠排布的流道界面层、缓冲层、流体引导层和超微孔层；其中，所述第一方向为所述燃料电池中反应气体的导流方向，所述流道界面层的孔隙率小于所述流体引导层的孔隙率且大于所述超微孔的孔隙率，所述缓冲层上设置有沿所述第一方向的孔隙率逐渐增加的孔隙率梯度。2.如权利要求1所述气体扩散层，其特征在于：所述缓冲层包括在所述第一方向上层叠设置的多层第一纤维层，其中，所述缓冲层的每层第一纤维层的孔隙率在所述第一方向上逐渐增加。3.如权利要求2所述气体扩散层，其特征在于：所述缓冲层的每层第一纤维层均设置有第一涂层，其中，所述缓冲层的每层第一纤维层的第一涂层的第一接触角沿所述第一方向逐渐变小。4.如权利要求1所述气体扩散层，其特征在于：所述流体引导层由碳纳米颗粒和碳纳米管混合而成，其中，所述碳纳米管在所述第一方向上贯通所述流体引导层，用于引导从所述超微孔层中进入所述流体引导层的水进入所述缓冲层。5.如权利要求4所述气体扩散层，其特征在于：所述碳纳米颗粒的平均粒径为5－6μm，所述碳纳米管的平均管径为10－12μm...

【专利技术属性】
技术研发人员：余俊良，周飞鲲，袁述，田冬伟，贾风，许永亮，
申请(专利权)人：广州汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：