[發明專利]具有陰離子交換樹脂的多孔擴散介質和雙極板組件以及結合它們的裝置

有效

• 申請號: 200580034014.4
• 申請日: 2005-06-09
• 公開（公告）號: CN101053102A
• 公開（公告）日: 2007-10-10
• 發明（設計）人: M·H·阿布德埃爾哈米德;Y·M·米克海爾;R·H·布倫克
• 申請（專利權）人: 通用汽車公司
• 主分類號: H01M8/00
• 分類號: H01M8/00;H01M4/86;H01M4/90;H01M4/96
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 呂彩霞;段曉玲

1.一種多孔擴散介質，該多孔擴散介質用于燃料電池并包括擴散 介質襯底和陰離子交換樹脂層，其中：

所述擴散介質襯底包括限定相對的第一和第二主面的纖維基體， 所述襯底包括足以賦予所述襯底導電性的一定數量的碳質材料；

所述陰離子交換樹脂層接合所述擴散介質襯底的所述第一和第二 主面中至少一個的至少一部分；和

設計所述陰離子交換樹脂以通過與羥基交換或形成季銨鹽來除去 陰離子。

2.權利要求1的多孔擴散介質，其中所述陰離子交換樹脂層與所 述擴散介質襯底的所述第一主面的至少一部分接合。

3.權利要求1的多孔擴散介質，其中所述陰離子交換樹脂層與所 述擴散介質襯底的所述第二主面的至少一部分接合。

4.權利要求1的多孔擴散介質，其中所述陰離子交換樹脂層與所 述擴散介質襯底的所述第一主面和所述第二主面兩者的至少一部分接 合。

5.權利要求1的多孔擴散介質，其中所述陰離子交換樹脂包括強 堿陰離子交換樹脂、弱堿陰離子交換樹脂和其組合中的至少一種。

6.權利要求1的多孔擴散介質，其中所述陰離子包括氟化物、氯 化物、硫酸鹽、亞硫酸鹽和其組合中的至少一種。

7.權利要求1的多孔擴散介質，其中所述陰離子交換樹脂層具有 足以中和溶液中的游離的無機和有機酸的厚度。

8.權利要求7的多孔擴散介質，其中所述酸包括HCl、HBr、 HF、HI、H₂SO₄、H₃PO₄、乙酸、甲酸、丙酸和苯甲酸及其組合中的 至少一種。

9.權利要求1的多孔擴散介質，其中所述陰離子交換樹脂層具有 至少10μm的厚度。

10.權利要求1的多孔擴散介質，其中所述陰離子交換樹脂層具有 在10μm和30μm之間的厚度。

11.權利要求1的多孔擴散介質，其中所述陰離子交換樹脂層至少 部分地滲透所述擴散介質襯底。

12.權利要求1的多孔擴散介質，其中所述陰離子交換樹脂層的特 征在于孔隙率大于所述擴散介質襯底的所述纖維基體的孔隙率。

13.權利要求1的多孔擴散介質，其中所述擴散介質襯底包括碳纖 維紙。

14.權利要求1的多孔擴散介質，其中所述擴散介質襯底具有 0.17mm的厚度。

15.一種裝置，包括膜電極組件、多孔擴散介質和至少一對雙極板 組件，其中：

所述多孔擴散介質包括擴散介質襯底和陰離子交換樹脂層；

所述擴散介質襯底包括限定相對的第一和第二主面的纖維基體；

所述擴散介質襯底包括足以賦予所述襯底導電性的一定數量的碳 質材料；

所述陰離子交換樹脂層接合所述擴散介質襯底的所述第一和第二 主面中至少一個的至少一部分；

設計所述陰離子交換樹脂以通過與羥基交換或形成季銨鹽來除去 陰離子；

所述膜電極組件插在一對所述擴散介質襯底之間；和

所述雙極板組件接合所述陰離子交換樹脂層。

16.權利要求15的裝置，其中每個所述雙極板組件包括陰極流場 和陽極流場，和其中所述膜電極組件插在所述陽極流場和所述陰極流 場之間。

17.權利要求15的裝置，其中所述陰離子交換樹脂層接合所述擴 散介質襯底的所述第一主面，和所述雙極板組件接合所述陰離子交換 樹脂層。

18.權利要求17的裝置，其中所述陰離子交換樹脂層還接合所述 擴散介質襯底的所述第二主面，和所述膜電極組件接合與所述擴散介 質襯底的所述第二主面接合的所述陰離子交換樹脂層。