包括具有控制的孔隙尺寸分布的颗粒的燃料电池微孔层制造技术

包括多个多孔颗粒的燃料电池微孔层，其中通过水银孔率法测得的浸入体积的至少９０％落入大约０．４３μｍ到大约０．０３μｍ的孔隙尺寸直径范围内。

【技术实现步骤摘要】

【0001】本公开一般涉及的领域包括燃料电池、燃料电池组件以及制造和使用其的方法。
技术介绍
【0002】又名聚合物电解质薄膜燃料电池的质子交换膜燃料电池的气体扩散介质元件通常由非编织的碳纤维纸或编织的碳纤维布组成。为了使该材料具有憎水性，可以对该气体扩散介质元件进行处理。一般地，将憎水层沉积在气体扩散介质材料的一面或两面上。使用例如聚偏二氟乙烯(PVdF)、氟化乙烯丙烯(FEP)和聚四氟乙烯(PTFE)的憎水聚合物能够形成合适的憎水层。作为提到的憎水聚合物的替代物，可以同时使用有机和无机憎水材料。憎水层的厚度一般是5到40微米。此外，为了更有效地进行水管理，或者更具体地提供期望的物质传输特性，可以给气体扩散介质层施加微孔层。在燃料电池的高电流密度运转下，该微孔层必须具有将产物传送到微孔层之外和使反应物到达下面的催化剂层的能力。【0003】近来，在聚合物电解质薄膜燃料电池使用期的工作期限内，碳腐蚀被看作为出现的电压老化的一部分。可能在催化剂电极和气体扩散介质层上均出现碳腐蚀。因为其不能在原位分离出来，所以导致每个元件的老化部分难以分离。【0004】到现在为止，本领域技术人员已经使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种产品，包括：　　　　包括多个颗粒的燃料电池微孔层，该颗粒是多孔的，并且其中通过水银孔率法测得的浸入体积的至少９０％落入大约０．４３μｍ到大约０．０３μｍ的孔隙尺寸直径范围内。

【技术特征摘要】
US 2006-9-7 11/4707761.一种产品，包括：包括多个颗粒的燃料电池微孔层，该颗粒是多孔的，并且其中通过水银孔率法测得的浸入体积的至少90％落入大约0.43μm到大约0.03μm的孔隙尺寸直径范围内。2.如权利要求1所述的产品，其中所述颗粒包括石墨化的炭。3.如权利要求2所述的产品，其中所述颗粒具有0.04-0.12微米的初始聚集体尺寸范围。4.如权利要求1所述的产品，其中所述微孔层还包括粘结剂。5.如权利要求4所述的产品，其中所述粘结剂包括聚偏二氟乙烯、氟化乙烯丙烯或聚四氟乙烯的聚合物中的至少一种。6.如权利要求4所述的产品，其中粘结剂的含量占微孔层的10-40重量％。7.如权利要求6所述的产品，其中所述颗粒的含量微孔层的60-90重量％。8.如权利要求1所述的产品，其中所述微孔层具有5μm到30μm的厚度范围。9.如权利要求1所述的产品，其中所述微孔层位于阴极催化剂层之上，该阴极催化剂层位于聚合物电解质薄膜之上。10.如权利要求1所述的产品，其中所述微孔层具有大约0.05μm到大约1μm的平均孔径范围。11.如权利要求1所述的产品，其中所述微孔层位于气体扩散介质层之上。12.如权利要求1所述的产品，其中所述微孔层位于气体扩散介质层上的憎水涂层之上。13.如权利要求12所述的产品，其中气体扩散介质层上的所述憎水涂层包括聚偏二氟乙烯、氟化乙烯丙烯或聚四氟乙烯的聚合物中的至少一种。14.如权利要求1所述的产品，其中所述微孔层邻接阴极层。15.如权利要求1所述的产品，其中所述微孔层邻接阳极层。16.如权利要求1所述的产品，还包括具有第一面和第二面的聚合物电解-->质薄膜、位于该薄膜的第一面之上的阴极和位于该薄膜的第二面之上的阳极，并且还包括第二微孔层，并且其中第一微孔层位于阴极之上，并且第二微孔层位于阳极之上。17.如权利要求1所述的产品，其中浸入体积的至...

【专利技术属性】
技术研发人员：JE奥哈拉，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作公司，
类型：发明
国别省市：US[]