一种燃料电池用气体扩散层及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种燃料电池用气体扩散层及其制备方法。一种燃料电池用气体扩散层，它包括多孔基材、微孔层，微孔层复合在多孔基材靠近催化层一侧的表面，微孔层上有孔；其特征是：微孔层的孔为梯度孔，梯度孔的纵截面为梯形，梯度孔靠近多孔基材的一端的孔径大于梯度孔另一端的孔径。使微孔层具有梯度孔结构，本发明专利技术采用的方法是通过加入成孔剂量的梯度形成。本发明专利技术微孔层上的梯度孔孔形引起的附加驱动力，水的排出更加有利，水的排出效果好，提高燃料电池的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池用气体扩散层及其制备方法
本专利技术涉及一种燃料电池用气体扩散层及其制备方法。
技术介绍
燃料电池(Fuel Cell)是一种电化学的发电装置，不同于常规意义上的电池。燃料电池等温地按电化学方式直接将化学能转化为电能。它不经过热机过程，因此不受卡诺循环的限制，能量转化效率高(40％-60％)，环境友好，几乎不排放氮的氧化物和硫的氧化物。而且，二氧化碳的排放量也比常规发电厂减少40％以上。在燃料电池运行过程中，阳极催化层中的氢气在催化剂作用下发生电极反应：，该电极反应产生的电子经外电路到达阴极，产生的氢离子则经过电解质膜到达阴极。氧气扩散通过多孔电极扩散层，传递到阴极电催化层，氧气和氢离子发生电化学反应：生成的水通过气体扩散层随反应尾气排出。如果不处理好水通道的问题，生成大量的水将会进入电极孔，覆盖在催化剂的表面，导致水淹电极，阻止了反应气体的进入和气体与催化剂的接触，使气流密度减小，有效催化面积减小，电流密度急剧下降，因此要处理好水气通道的问题。专利US2003/0091891，US6733915，US6127059，中国专利98109696，96198611认为在疏水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池用气体扩散层，它包括多孔基材、微孔层，微孔层复合在多孔基材靠近催化层一侧的表面，微孔层上有孔；其特征是：微孔层的孔为梯度孔，梯度孔的纵截面为梯形，梯度孔靠近多孔基材的一端的孔径大于梯度孔另一端的孔径。

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池用气体扩散层，它包括多孔基材、微孔层，微孔层复合在多孔基材靠近催化层一侧的表面，微孔层上有孔；其特征是：微孔层的孔为梯度孔，梯度孔的纵截面为梯形，梯度孔靠近多孔基材的一端的孔径大于梯度孔另一端的孔径。2.一种燃料电池用气体扩散层的制备方法，其特征是包括如下步骤：1).多孔基材的预处理：将多孔基材放入10％-25％浓度的疏水剂中放置5min-10min，取出在空气中晾干10min-20min，然后放在炉子中340℃-360℃下处理10min-30min；2).微孔层料浆的制备：a).称取碳黑与沸点为80-120℃的溶剂混合搅拌，质量比为碳黑∶沸点为80-120℃的溶剂＝1∶10-50，搅拌时间为30min-120min；b).然后加入疏水剂，质量比为碳黑∶疏水剂＝1∶0.01-1，搅拌5min-60min；3).混合液的制备：将微孔层料浆均分2-10份，加入成孔剂，质量比为碳黑∶成孔剂＝1∶0.5-8，成孔剂的加入质量按依次梯度递减加入2-10份微孔层料浆中，形成2-10种混合液；每种混合液继续搅拌60min-120min，取出超声10min-30min后备用；4).微孔层的复合：采用涂膏法、浇铸法、滚压法、喷漆法、印刷法或涂布法通过2-10次复合将2-10种混合液复合在预处理后的多孔基材上，复合顺序按混合液中成孔剂的含量依次递减的顺序进行复合，第一次复合成孔剂的含量最高的混合液；成孔剂为酸可溶性的盐类成孔剂时，最后...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘牧，汪圣龙，木士春，罗志平，袁润章，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]