气体扩散层梯度孔结构及其构建方法和应用技术

技术编号：41940983 阅读：27 留言：0更新日期：2024-07-10 16:32

本发明专利技术提供了一种气体扩散层梯度孔结构的构建方法，属于质子交换膜燃料电池技术领域。本发明专利技术包括如下步骤：称取导电碳粉材料与聚苯乙烯微球于溶剂中混合均匀，得到浆料一；将浆料一涂覆一层至疏水碳纸表面，得到碳粉层一；称取导电碳粉材料与聚苯乙烯微球于溶剂中混合均匀，得到浆料二；将浆料二涂覆一层至碳粉层一表面，得到碳粉层二；称取导电碳粉材料与聚苯乙烯微球于溶剂中混合均匀，得到浆料三；将浆料三涂覆一层至碳粉层二表面，得到碳粉层三，最后将涂覆完成的疏水碳纸进行高温热处理。本发明专利技术能够增强气体扩散层的气液传输能力，进而优化和提高燃料电池的性能和寿命。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及质子交换膜燃料电池，尤其涉及一种应用于质子交换膜燃料电池中的气体扩散层梯度孔结构及其构建方法。

技术介绍

1、质子交换膜燃料电池（pemfc）是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高；此外，燃料电池用燃料和氧气作为原料；没有机械传动部件，故没有噪声污染，排放出的有害气体极少。由此可见，从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术。然而，水管理仍是影响pemfc性能和寿命的关键因素，在电池催化层中产生的水一旦无法及时排除，会导致电极内液态水的积聚，甚至可能出现“水淹现象”严重影响电池的整体性能。

2、气体扩散层是质子交换膜燃料电池（pemfc）中不可缺少的组件，是承担水管理任务的最主要部件，是保证电池高性能及稳定运行的关键。传统微孔层通常由聚四氟乙烯（ptfe）和碳黑复合而成，其作用是降低膜电极内接触电阻，改善气体和...

【技术保护点】

1.一种气体扩散层梯度孔结构的构建方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种气体扩散层梯度孔结构的构建方法，其特征在于，步骤S1、步骤S3和步骤S5中，导电碳粉材料与聚苯乙烯微球的质量比均为1:1~5:1。

3.根据权利要求1所述的一种气体扩散层梯度孔结构的构建方法，其特征在于，浆料一、浆料二和浆料三的粘度范围均为1000~3500 mpa.s。

4.根据权利要求1所述的一种气体扩散层梯度孔结构的构建方法，其特征在于，步骤S2和步骤S4中，涂覆厚度均为15~20µm，步骤S6中，涂覆厚度为10~20µm。