用于气体扩散层的基材碳纸、其制备方法、气体扩散层以及膜电极组件和燃料电池技术

本发明专利技术公开了一种用于气体扩散层的基材碳纸、其制备方法、气体扩散层以及膜电极组件和燃料电池，本发明专利技术技术方案设置所述气体扩散层基材碳纸中的树脂碳分布疏密可调控，可以实现与双极板流道结构相互匹配。使用该结构的气体扩散层能够显著降低燃料电池的内阻，增加介质传输效率，提高燃料电池性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及燃料电池，更具体的说，涉及一种气体扩散层、制备方法、膜电极组件以及燃料电池。

技术介绍

1、燃料电池作为可替代能源技术，以启动方便、高能量密度、零排放、能量转化效率高的特点引起广泛的关注并持续进行了研究开发，并且已经作为自动车、通信基站、便携式电动工具等的电源而广泛应用。作为商业化运用的电源系统，其突出的优点就是要有足够长的运行寿命和高的能量密度，比如应于备用电源、乘用车、物料运输车、潜艇等。

2、质子交换膜燃料电池是发展最成熟，最接近于商业应用的燃料电池。气体扩散层（gas diffusion layer, gdl）是质子交换膜燃料电池的重要组件，在燃料电池中位于流场和催化层之间。气体扩散层在质子交换膜燃料电池膜电极中主要有五个作用：第一、支撑起质子交换膜和催化层；第二，将流场流道内的阴阳极反应气体通过分子扩散和努森传输到催化剂表面；第三，将催化层产生的电子传输到极板。第四，催化剂层生产的水在气体扩散层通过毛细效应和浓差扩散等传输到流道及时排除，避免出现传质极化。第五：有时，气体扩散层承担起附着催化层的功能，将催化层直接涂覆在气本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于气体扩散层的基材碳纸，其特征在于，所述基材碳纸中的树脂碳分布与所述基材碳纸一同使用的双极板的流场的结构相匹配，其中，所述双极板的流场的脊的位置对应的所述基材碳纸的第一区域的树脂碳含量高于所述双极板的流场的槽的位置对应的所述基材碳纸的第二区域的树脂碳含量。

2.根据权利要求1所述的用于气体扩散层的基材碳纸，其特征在于，所述基材碳纸的第一区域的树脂碳含量比所述第二区域的树脂碳含量高5%～30%。

3.根据权利要求1所述的用于气体扩散层的基材碳纸，其特征在于，所述树脂碳为形成所述基材碳纸的热固性树脂或热塑性树脂中的至少一种经碳化、石墨化处理后形成的树脂碳。<...

【技术特征摘要】

1.一种用于气体扩散层的基材碳纸，其特征在于，所述基材碳纸中的树脂碳分布与所述基材碳纸一同使用的双极板的流场的结构相匹配，其中，所述双极板的流场的脊的位置对应的所述基材碳纸的第一区域的树脂碳含量高于所述双极板的流场的槽的位置对应的所述基材碳纸的第二区域的树脂碳含量。

2.根据权利要求1所述的用于气体扩散层的基材碳纸，其特征在于，所述基材碳纸的第一区域的树脂碳含量比所述第二区域的树脂碳含量高5%～30%。

3.根据权利要求1所述的用于气体扩散层的基材碳纸，其特征在于，所述树脂碳为形成所述基材碳纸的热固性树脂或热塑性树脂中的至少一种经碳化、石墨化处理后形成的树脂碳。

4.根据权利要求3所述的用于气体扩散层的基材碳纸，其特征在于，所述树脂碳为酚醛树脂、环氧树脂、氰酸酯树脂、苯并噁嗪、双马来酰亚胺树脂中的一种或几种经碳化、石墨化处理后形成的树脂碳。

5.根据权利要求4所述的用于气体扩散层的基材碳纸，其特征在于，所述树脂碳为添加了炭黑、石墨、石墨烯、碳纳米管、改性碳纳米管中的一种或几种的酚醛...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺晓蕊，王晋，刘城，沈星汉，
申请(专利权)人：上海嘉资新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：