燃料电池用气体扩散层及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种燃料电池用定向有序气体扩散层及其制备方法，涉及燃料电池技术领域。本发明专利技术的气体扩散层包括层叠设置的支撑层和微孔层；所述支撑层包括若干定向有序排列的第一碳纤维丝，以及若干交叉分布于所述第一碳纤维丝之间的第二碳纤维丝，所述第二碳纤维丝用于连接和支撑所述第一碳纤维丝；所述第一碳纤维丝和所述第二碳纤维丝的直径为1

【技术实现步骤摘要】
燃料电池用气体扩散层及其制备方法


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，特别是涉及一种燃料电池用气体扩散层及其制备方法。

技术介绍

[0002]燃料电池是一种新型的绿色环保的化学装置，可将燃料所具有的化学能直接转换成电能。燃料电池以燃料和氧气/空气作为原料，其中质子交换膜燃料电池以氢气作为燃料。由于具有较高的功率密度和较低的运行温度，质子交换膜燃料电池近年来受到了广泛的研究和关注。膜电极是质子交换膜电池的核心部件，其一般由气体扩散层，催化层和质子交换膜热压制备得到。
[0003]气体扩散层一般由支撑层和微孔层组成，其作用包括支撑催化层，传导电流以及热量和气体以及排水。微孔层的作用主要包括降低催化层和支撑层的接触内阻，其致密的结构可以有效的阻止催化层渗透到支撑层。微孔层还可以帮助水和气体的传输，防止催化层被水淹。整体而言，气体扩散层需要具备良好的导电性、导热性、排水性和透气性。
[0004]常用的支撑层材料包括碳纸、碳布等导电多孔材料。传统微孔层一般由碳粉和聚四氟乙烯材料喷涂在支撑层表面。现有的商业气体扩散层在电堆中对气体和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池用气体扩散层，其特征在于，包括层叠设置的支撑层和微孔层；所述支撑层包括若干定向有序排列的第一碳纤维丝，以及若干交叉分布于所述第一碳纤维丝之间的第二碳纤维丝，所述第二碳纤维丝用于连接和支撑所述第一碳纤维丝；所述第一碳纤维丝和所述第二碳纤维丝的直径为1
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20μm，相邻两根第一碳纤维丝之间的距离为10
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30μm；所述微孔层包括若干直径为50
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500nm的第三碳纤维丝，若干所述第三碳纤维丝之间相互堆叠形成微孔，所述微孔的孔径为0.1
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1μm。2.根据权利要求1中所述的燃料电池用气体扩散层，其特征在于，所述第一碳纤维丝在支撑层中的体积占比为50
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95％。3.根据权利要求1中所述的燃料电池用气体扩散层，其特征在于，所述支撑层的厚度为100
‑
300μm。4.根据权利要求1所述的燃料电池用气体扩散层，其特征在于，所述微孔层的厚度为10
‑
50μm。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的燃料电池用气体扩散层，其特征在于，所述支撑层的接触角为100
‑
170
°
。6.根据权利要求1
‑
4任一项所述的燃料电池用气体扩散层，其特征在于，所述微孔层的接触角为100
‑
170
°
。7.一种权利要求1
‑
6任一项所述的燃料电池用气体扩散层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将高分子聚合物配制成质量浓度为10
‑
15wt％的纺丝液，加入憎水剂，混匀后进行静电纺丝，得到支撑层；S2、将高分子聚合物配制成质量浓度为5
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10wt％的纺丝液，在支撑层的一侧面进行静电纺丝，得到支撑层与微孔层一体化的复合纤维丝膜；或将高分子聚合...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵天寿，孙静，巫茂春，
申请(专利权)人：广州市香港科大霍英东研究院，
类型：发明
国别省市：