[發明專利]納米碳纖維、燃料電池、及其形成方法

有效

• 申請號: 200910118321.0
• 申請日: 2009-02-27
• 公開（公告）號: CN101817518A
• 公開（公告）日: 2010-09-01
• 發明（設計）人: 張孝全;鄭淑蕙;陳琬琡;陳中屏
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: C01B31/02
• 分類號: C01B31/02;H01M8/10;H01M4/88;H01M4/86;H01M4/96
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 陳紅;徐金國

1.一種形成燃料電池的方法，包括：

提供一質子傳導膜；

依序形成一催化劑層、一氣體擴散層、一雙極板、一集電板、以及一端 板于所述質子傳導膜的兩側，形成一燃料電池；

其中所述氣體擴散層由下述步驟形成，該步驟包括：

提供一聚丙烯腈溶液；

紡絲所述聚丙烯腈溶液以形成多條納米纖維，其中所述納米纖維迭 合成網狀；

熱氧化所述納米纖維以形成多條納米氧纖維；以及

碳化所述納米氧纖維以形成多條納米碳纖維，其中所述納米碳纖維 迭合成網狀，其體積密度介于0.27至0.35g/cm³，透氣值介于17至 20cm³/cm²/sec，且基重介于20至50g/m²。

2.根據權利要求1所述的形成燃料電池的方法，其中所述聚丙烯腈溶液 是聚丙烯腈溶于極性溶劑中，且所述極性溶劑為N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二 甲基乙酰胺或二甲基亞砜。

3.根據權利要求1所述的形成燃料電池的方法，其中所述紡絲的步驟為 放電紡絲法或溶液噴絲法。

4.根據權利要求1所述的形成燃料電池的方法，其中所述熱氧化的步驟 的溫度介于200至300℃。

5.根據權利要求1所述的形成燃料電池的方法，其中所述碳化的步驟為 采用微波或高溫爐。

6.根據權利要求1所述的形成燃料電池的方法，其中所述納米碳纖維的 直徑介于100至800nm之間，且平均纖維直徑介于200至600nm之間。

7.根據權利要求1所述的形成燃料電池的方法，在熱氧化所述納米纖維 的步驟前，還進一步將所述納米纖維含浸于一酚醛樹脂中。

8.一種燃料電池，包括：

一質子傳導膜夾設于兩端板間；

其中所述質子傳導膜與所述端板之間依序為一催化劑層、一氣體擴散層、 一雙極板、以及一集電板；

其中所述氣體擴散層包括一納米碳纖維，迭合成網狀，其纖維直徑介于 100至800nm之間，且平均纖維直徑介于200至600nm之間，其體積密度介 于0.27至0.35g/cm³，透氣值介于17至20cm³/cm²/sec，且基重介于20至50g/m²。