一种风冷气体扩散层及其制备方法和膜电极技术

技术编号:43207853 阅读:59 留言:0更新日期:2024-11-01 20:25
本发明专利技术公开了一种风冷气体扩散层及其制备方法和膜电极。风冷气体扩散层的制备方法包括如下步骤:步骤1、基材预处理;步骤2、将微孔层浆料涂敷于基材至少一侧的表面、干燥、烧结,在基材表面形成微孔层;步骤3、将静电纺丝浆液通过变电压静电纺丝工艺,在微孔层表面形成亲水多孔纤维层;制得所述风冷气体扩散层;本发明专利技术提供的气体扩散层应用于风冷膜电极可促进水蒸气在催化层两侧聚集,提升膜电极在风冷运行工况下质子膜的润湿性,提升风冷工况下的膜电极性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及质子交换膜燃料电池,具体涉及一种风冷气体扩散层及其制备方法和膜电极


技术介绍

1、质子交换膜燃料电池是一种清洁、高效的能源转换方式,广泛应用于交通、固定式电站、备用电源等领域。

2、质子交换膜燃料电池核心的发电单元膜电极的主要部件包括质子交换膜、催化层、气体扩散层、边框等,其中气体扩散层的位置处于膜电极阴阳极催化层两侧主要起到支撑膜电极和提供气体通道和排水通道的作用。气体扩散层一般由碳纤维纸或者碳纤维毡及其上的微孔层组成,微孔层本身具有微孔结构,能够帮助电池内部的气体和水快速地传输。研究表明,微孔层碳载量、疏水剂ptfe的含量、孔隙率和孔径分布对于气体扩散层的性能起决定性作用。气体扩散层作为关键的传质部件,需要在运行过程中提供反应气体传输路径和水传输路径,保证质子交换膜有足够的湿润度同时又不至于堆积过多的液态水导致水淹。不同的运行工况由于进气状态和电堆状态不同对气体扩散层传质特性的要求有很大差异。

3、风冷电堆主要通过空气进行冷却,因此膜电极的使用环境气体流量很大,且电堆无外部加湿,运行过程中容易出现质子膜偏干,性能本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种风冷气体扩散层的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤3中,亲水多孔纤维层包括第一层亲水多孔纤维层和第二层亲水多孔纤维层;所述第一层亲水多孔纤维层靠近微孔层设置;

3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤2中,所述微孔层浆料的材料包括炭黑、聚四氟乙烯分散液、溶剂。

5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述炭黑、聚四氟乙烯分散液、溶剂的质量比为1-2:0.7-1:5-20。

6.根据权利要求5所述的制备方法...

【技术特征摘要】

1.一种风冷气体扩散层的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤3中,亲水多孔纤维层包括第一层亲水多孔纤维层和第二层亲水多孔纤维层;所述第一层亲水多孔纤维层靠近微孔层设置;

3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤2中,所述微孔层浆料的材料包括炭黑、聚四氟乙烯分散液、溶剂。

5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述炭黑、聚四氟乙烯分散液、溶剂的质量比为1-2:0.7-1:5-20。

6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述炭黑包括乙炔黑、xc-72、石墨、石墨烯、碳纳米管中的一种或几种;所述溶剂包括水、乙醇、乙二醇、异丙醇中的一种或几种;所述微孔层浆料固含量为5wt.%-15wt.%。

7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈伟韩爱娣王超方紫曦
申请(专利权)人:上海唐锋能源科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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