聚合物燃料电池结构制造技术

本发明专利技术公开了一种包括质子交换膜（４）的聚合物电解质燃料电池结构。阳极催化剂层（１，１６）位于质子交换膜的一侧上。阴极催化剂层（７）位于质子交换膜的相对侧上，气体分布层（３，５）设置在质子交换膜（４）的各侧上。阳极侧气体分布层（３）是平的、多孔结构，具有在面对膜（４）的表面中形成的水通道（３ａ）。阳极侧气体分布层（３）由共面的密封板（２）封闭，密封板（２）具有与在气体分布层中的所述水通道（３ａ）连接的水输入通道。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及燃料电池，尤其涉及在聚合物燃料电池性能方面的改进。然而，当聚合物燃料电池技术扩展到更大的电池和电池堆时，遇到了严重的问题。在电池堆自身，主要问题之一是水处理，这是因为在工作状态下质子导电膜必须保持好的润湿状态。由于膜限制质子导电性，因此导致了在电池堆中主要部件内阻方面的损耗。由于质子迁移将水分子从阳极中拖出，因此在高电流下膜趋于变干，在阳极侧尤其如此。阳极变干不仅影响电阻，而且影响在阳极中氢还原反应(HRR)的动力学。因此，为了解决此问题，经常将阳极侧比阴极侧更显著地加湿。还可以对电池的阴极侧进行加压，以便在膜上利用压差将水反压向阳极。但是，很重要的一点是，水处理不能阻止在电池中的气体流动。此问题的一种解决方案是采用更薄的膜，但由于膜的机械强度必须使足够的，因此这种方法具有局限性。另一种解决方案是在阳极侧使水直接与膜接触，但是当膜与水达到平衡时，膜的水含量和导电性过高。同样，当液体在燃料电池中蒸发时，大量的(40-50％)热量会由所产生的水蒸汽带出电池。在US5958613(Hamada等人)中，涉及燃料电池膜的这种直接水加湿。其中公开了聚合物燃料电池系统，该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚合物电解质燃料电池结构，包括： 质子交换膜（４）； 在质子交换膜一侧上的阳极催化剂层（１，１６）； 在质子交换膜相对侧上的阴极催化剂层（７）； 在质子交换膜（４）各侧上的气体分布层（３，５）， 其特征在于， 阳极侧气体分布层（３）是平的、多孔结构，并具有在朝向膜（４）的表面中形成的水通道（３ａ），并且 阳极侧气体分布层（３）由共面的密封板（２）封闭，该密封板（２）具有水注入通道，此水注入通道与在气体分布层中的所述水通道（３ａ）连接。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：亚里伊霍宁，弗雷德里克让，
申请(专利权)人：沃尔沃公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]