一种用于燃料电池的组合式膜电极制造技术

一种用于燃料电池的组合式膜电极，包括反应部分和非反应部分，所述的反应部分包括一质子交换膜，在该质子交换膜两面各夹一张多孔性导电碳纸，在该导电碳纸与质子交换膜之间设有金属铂催化剂；所述的非反应部分环设在反应部分的四周，该非反应部分包括垫片，在该垫片上设有氢气进气孔、氢气出气孔、空气进气孔、空气出气孔、冷却水进水孔，冷却水出水孔；所述的反应部分与非反应部分通过粘胶连接，在它们的连接部设有密封圈；其特征在于，所述的夹设在质子交换膜两面的多孔性导电碳纸各被分隔为至少两片，该至少两片导电碳纸平行组合排列，在每两片导电碳纸之间填充有绝缘塑料或橡胶。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及燃料电池，尤其涉及一种用于燃料电池的组合式膜电极。现有的质子交换膜燃料电池一般是由燃料电池堆、供氢供氧装置以及冷却水循环装置等等组成，所述的燃料电池堆包括导流极板、质子交换膜电极以及集流母板，质子交换膜电极一般放在两块导流极板中间构成一个单电池，若干个单电池串联并在两端夹装集流母板构成一燃料电池堆。这种传统的燃料电池在应用中存在以下缺陷1、如果要得到高电压输出时，那么必须增加单电池数量，从而使该燃料电池的纵向长度很长，体积太大，且会大大提高电池内部运行介质(如燃料氢气、氧化剂空气以及冷却水)的能量消耗，制造成本及运行成本都大大增加；2、作为单电池重要部件之一的膜电极，真正能参加电化学反应的有效面积率不高，因为每张膜电极上必须开有6个导流孔(燃料氢气进、出孔，空气进、出孔，冷却水进、出孔)；3、作为与该膜电极配套的导流极板，也存在能参加电化学反应的有效面积率不高的问题，同时该导流极板散热性能不好，只能在燃料电池堆中增加散热导流极板来解决散热问题，从而增加了整个燃料电池的成本。本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构紧凑、有效面积率高的用于燃料电池的组合式膜电极。本技术的目的可以通过以下技术方案来实现一种用于燃料电池的组合式膜电极，包括反应部分和非反应部分，所述的反应部分包括一质子交换膜，在该质子交换膜两面各夹一张多孔性导电碳纸，在该碳纸与质子交换膜之间设有金属铂催化剂；所述的非反应部分环设在反应部分的四周，该非反应部分包括垫片，在该垫片上设有氢气进气孔、氢气出气孔、空气进气孔、空气出气孔、冷却水进水孔，冷却水出水孔；所述的反应部分与非反应部分通过粘胶连接，在它们的连接部设有密封圈；其特征在于，所述的夹设在质子交换膜两面的多孔性导电碳纸各被分隔为至少两片，该至少两片导电碳纸平行组合排列，在每两片导电碳纸之间填充有绝缘塑料或橡胶。所述的夹设在质子交换膜两面的多孔性导电碳纸各被分隔为11片，该11片导电碳纸平行组合排列。所述的夹设在质子交换膜两面的多孔性导电碳纸各被分隔为21片，该21片导电碳纸平行组合排列。与现有技术相比，本技术具有以下优点1.在一张组合式膜电极上可有几个甚至几十个参加电化学反应的有效部分，其共用一个流体进、出口和一套密封圈，从而提高了膜电极上真正参加电化学反应的有效面积率，减少膜电极和导流极板的数量，以达到降低成本的目的。2.这种膜电极可与相应结构的导流极板配合使用，而相应的导流极板上设计有可供电池堆串、并联用的连接头，可使一个或几个标准燃料电池堆根据需要任意串联或并联，为今后燃料电池的实际应用提供方便；解决了长期以来困扰燃料电池界高电流、低电压易，而低电流、高电压难的瓶颈问题。3.膜电极可按等级、系列的要求，实施制造工艺和部件生产标准化，有利于降低生产成本，促进燃料电池的产业化。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为图1的A-A剖视图；图3为本技术有效部分的结构示意图；图4为图3的俯视图。具体实施方式下面将结合附图及具体实施例对本技术作进一步说明。实施例1如图1～图4所示，一种用于燃料电池的组合式膜电极，包括反应部分1和非反应部分2，所述的反应部分1包括一质子交换膜11，在该质子交换膜11两面各夹一组十一片多孔性导电碳纸12，该十一片多孔性导电碳纸12平行组合排列，在该导电碳纸12与质子交换膜11之间设有金属铂催化剂13，在每两片导电碳纸12之间填充有绝缘硅橡胶14，以分隔各个电极，增强各电极之间的连接强度，同时防止水气混串的密封作用；所述的非反应部分2环设在反应部分1的四周，该非反应部分2包括垫片21，该垫片21采用耐高温、耐腐蚀、耐水以及绝缘的材料制成，在该垫片21上设有氢气进气孔22、氢气出气孔23、空气进气孔24、空气出气孔25、冷却水进水孔26，冷却水出水孔27；所述的反应部分1与非反应部分2通过粘胶连接，在它们的连接部设有硅橡胶密封圈3。实施例2如图1～图4所示，一种用于燃料电池的组合式膜电极，包括反应部分1和非反应部分2，所述的反应部分1包括一质子交换膜11，在该质子交换膜11两面各夹一组二十一片多孔性导电碳纸12，该二十一片多孔性导电碳纸12平行组合排列，在该导电碳纸12与质子交换膜11之间设有金属铂催化剂13，在每两片导电碳纸12之间填充有硅橡胶14，以分隔各个电极，增强各电极之间的连接强度，同时防止水气混串的密封作用；非反应部分2采用硅橡胶材料，其结构以及反应部分1与非反应部分2的连接关系与实施例1相同。权利要求1.一种用于燃料电池的组合式膜电极，包括反应部分和非反应部分，所述的反应部分包括一质子交换膜，在该质子交换膜两面各夹一张多孔性导电碳纸，在该导电碳纸与质子交换膜之间设有金属铂催化剂；所述的非反应部分环设在反应部分的四周，该非反应部分包括垫片，在该垫片上设有氢气进气孔、氢气出气孔、空气进气孔、空气出气孔、冷却水进水孔，冷却水出水孔；所述的反应部分与非反应部分通过粘胶连接，在它们的连接部设有密封圈；其特征在于，所述的夹设在质子交换膜两面的多孔性导电碳纸各被分隔为至少两片，该至少两片导电碳纸平行组合排列，在每两片导电碳纸之间填充有绝缘塑料或橡胶。2.如权利要求1所述的用于燃料电池的组合式膜电极，其特征在于，所述的夹设在质子交换膜两面的多孔性导电碳纸各被分隔为11片，该1 1片导电碳纸平行组合排列。3.如权利要求1所述的用于燃料电池的组合式膜电极，其特征在于，所述的夹设在质子交换膜两面的多孔性导电碳纸各被分隔为21片，该21片导电碳纸平行组合排列。4.如权利要求1所述的用于燃料电池的组合式膜电极，其特征在于，所述的垫片可采用硅橡胶材料。专利摘要本技术涉及一种用于燃料电池的组合式膜电极，包括反应部分和非反应部分，所述的反应部分包括一质子交换膜，在该质子交换膜两面各夹一张多孔性导电碳纸，在该导电碳纸与质子交换膜之间设有金属铂催化剂，所述的导电碳纸各被分隔为至少两片，该至少两片导电碳纸平行组合排列，在每两片导电碳纸之间填充有绝缘塑料或橡胶；所述的非反应部分环设在反应部分的四周，所述的反应部分与非反应部分通过粘胶连接，在它们的连接部设有密封圈；与现有技术相比，本技术具有结构紧凑、有效面积率高、适于工业化生产等优点。文档编号H01M4/94GK2566469SQ02266350公开日2003年8月13日 申请日期2002年8月16日 优先权日2002年8月16日专利技术者黄山 申请人:黄山本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄山，
申请(专利权)人：黄山，
类型：实用新型
国别省市：