膜电极组件和质子交换膜燃料电池制造技术

技术编号:33989824 阅读:33 留言:0更新日期:2022-07-02 09:24
本发明专利技术提供一种膜电极组件和质子交换膜燃料电池,涉及燃料电池技术领域,其中的膜电极组件中,膜电极阴阳两极边框分设于催化剂涂层膜的两侧,阴极或阳极区域内,边框包围气体扩散层,边框的内侧边缘的形状与极板上边缘处的第一条蜿蜒流道的形状相同,且以极板边缘处的第一条蜿蜒流道两侧的两条脊中,靠近极板边缘处的一条脊为极板外侧脊,另一条脊为极板内侧脊,则装配状态下,边框的内侧边缘与极板外侧脊的内侧边缘重合。质子交换膜燃料电池包括前述膜电极组件。本发明专利技术缓解了现有技术中蜿蜒流道双极板燃料电池中,膜电极边框内边缘形状为直线型,而内侧脊和外侧脊的宽度不同,导致气体分配不均匀,影响燃料电池的性能和寿命的技术问题。技术问题。技术问题。

【技术实现步骤摘要】
膜电极组件和质子交换膜燃料电池


[0001]本专利技术涉及燃料电池
,尤其是涉及一种膜电极组件和质子交换膜燃料电池。

技术介绍

[0002]燃料电池是将氢气和氧气的化学能通过电化学反应的方式直接转换为电能的能量转换装置。具有能量转化效率高、零排放、工作噪声低、使用寿命长等优点,可被广泛应用在交通、航天、便携式电源及备用电源等领域。
[0003]质子交换膜燃料电池由阳极板、膜电极组件、边框、阴极板组成,燃料在阳极氧化,氧化剂在阴极还原,电化学反应产生的电子在外电路定向移动产生电能。膜电极活化区包含质子交换膜、阴/阳极电催化层和气体扩散层,是燃料电池发生电化学反应的场所。双极板活化区的作用主要是:传输反应气体,导电和导热,其中反应气体流场设计要求流场板能够均匀分配燃料与氧化剂,均匀分布电流密度,并且能够使反应生成的水顺利排出。双极板对于单个质子交换膜燃料电池而言,理论的极限电压为1.23V,在一定的工作负载下,其输出电压在0.5

1V。在实际应用中,往往需要将多个单燃料电池串联成堆才能满足用户的需求;燃料电池堆是由本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种膜电极组件,应用于采用蜿蜒流道双极板的燃料电池,其特征在于,包括阳极边框(1)、催化剂涂层膜(2)、阴极边框(3)、阳极气体扩散层(4)和阴极气体扩散层(5);沿所述膜电极组件的厚度方向:所述阳极边框(1)和所述阴极边框(3)分设于所述催化剂涂层膜(2)的两侧;所述阳极气体扩散层(4)设置于所述催化剂涂层膜(2)的设置有所述阳极边框(1)的一侧,所述阴极气体扩散层(5)设置于所述催化剂涂层膜(2)的另一侧;沿垂直于所述膜电极组件的厚度的方向:所述阳极边框(1)包围所述阳极气体扩散层(4);所述阴极边框(3)包围所述阴极气体扩散层(5);其中:所述阳极边框(1)的内侧边缘的形状与阳极板上边缘处的第一条蜿蜒流道(100)的形状相同,且以阳极板边缘处的第一条蜿蜒流道(100)两侧的两条脊中,靠近阳极板边缘处的一条脊为阳极板外侧脊(110),另一条脊为阳极板内侧脊(120),则:装配状态下,所述阳极边框(1)的内侧边缘与所述阳极板外侧脊(110)的内侧边缘重合;所述阴极边框(3)的内侧边缘的形状与阴极板上边缘处的第一条蜿蜒流道(100)的形状相同,且以阴极板边缘处的第一条蜿蜒流道(100)两侧的两条脊中,靠近阴极板边缘处的一条脊为阴极板外侧脊(130),另一条脊为阴极板内侧脊(140),则:装配状态下,所述阴极边框(3)的内侧边缘与所述阴极板外侧脊(130)的内侧边缘重合。2.根据权利要求1所述的膜电极组件,其特征在于,所述阳极边框(1)包括阳极外层边框(11)和阳极内层边框(12),所述阴极边框(3)包括阴极外层边框(31)和阴极内层边框(32);沿所述膜电极组件的厚度方向:所述阳极外层边框(11)设置于所述阳极内层边框(12)的远离所述催化剂涂层膜(2)的一侧;所述阴极外层边框(31)设置于所述阴极内层边框(32)的远离所述催化剂涂层膜(2)的一侧;沿垂直于所述膜电极组件的厚度的方向:所述阳极外层边框(11)和所述阳极内层边框(12)均包围所述阳极气体扩散层(4);所述阴极外层边框(31)和所述阴极内层边框(32)均包围所述阴极气体扩散层(5);其中:所述阳极内层边框(12)的内侧边缘的形状与阳极板上边缘处的第一条蜿蜒流道(100)的形状相同,且装配状态下,所述阳极内层边框(12)的内侧边缘与所述阳极板外侧脊(110)的内侧边缘重合,所述阳极外层边框(11)的内侧边缘与所述阳极板外侧脊(110)的外侧边缘重合;所述阴极内层边框(32)的内侧边缘的形状与阴极板上边缘处的第一条蜿蜒流道(100)的形状相同,且装配状态下,所述阴极内层边框(32)的内侧边缘与所述阴极板外侧脊(130)的内侧边缘重合,所述阴极外层边框(31)的内侧边缘与所述阴极板外侧脊(130)的...

【专利技术属性】
技术研发人员:田宛丽陶路鑫靳少辉
申请(专利权)人:未势能源科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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