[實用新型]一種無氟質子交換膜燃料電池

無效

• 申請號: 201020003888.1
• 申請日: 2010-01-15
• 公開（公告）號: CN201638894U
• 公開（公告）日: 2010-11-17
• 發明（設計）人: 朱衛國;周家勝;岳文新;周天衡
• 申請（專利權）人: 合肥科振實業發展有限公司
• 主分類號: H01M8/22
• 分類號: H01M8/22;H01M8/02;H01M2/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本實用新型涉及一種燃料電池，特別是一種無氟質子交換膜燃料電池。

背景技術：

燃料電池是一種通過電化學反應將貯存在燃料中的化學能直接轉變為電能的能量轉換裝置。目前市場上的燃料電池主要是全氟磺酸質子交換膜燃料電池，全氟磺酸膜具有力學強度高，化學穩定性好，質子電導率大(水含量大時)等優點的同時，也有其局限性。這類膜的離子電導強烈地依賴于水含量，在水含量較低或溫度較高，特別是溫度高于100℃時，電導率明顯下降，用于燃料電池時，必須保證膜的充分濕潤，防止失水，這使得膜的設計和操作復雜化。溫度升高在引起電導率下降的同時也會使膜發生化學降解。另外，應用于新型的以甲醇為燃料的直接甲醇燃料電池時，這類膜的阻醇性能較差，易發生甲醇透過，引起陰極催化劑中毒等。由于全氟磺酸型質子交換膜使用了大量氟化合物，合成步驟繁瑣，其價格非常高。汽車電池系統目標成本約為400元/KW，家用電池系統成本為2.4-4.0萬元/臺，制備汽車用60KW的燃料電池，需要高分子膜的面積為10m²。目前，全氟磺酸型膜的價格約為0.8萬元/m²，這樣僅膜的成本就超過8萬元。因此，降低膜的成本才能加速燃料電池商品化得速度。

實用新型內容：

本實用新型要解決的技術問題是克服全氟磺酸質子交換膜燃料電池成本高與有毒的缺陷，提供一種無氟質子交換膜燃料電池。

本實用新型一種無氟質子交換膜燃料電池的主要特點在于兩塊正負電極板之間夾有一層無氟質子交換膜，無氟質子交換膜由聚苯醚、聚醚醚酮(PEEK)、聚苯并咪唑(PBI)、聚酰亞胺(PI)、聚礬(PSF)、聚醚礬(PES)構成。

本實用新型的有益效果為：降低了燃料電池的生產成本，無毒，有利于環保，是質子交換膜發展的一大趨勢。

附圖說明：

下面結合附圖與具體實施方式對本實用新型作進一步詳細說明。

附圖是本實用新型的產品結構示意圖。

具體實施方式：

如圖所示在兩塊正負電極板1表面均涂上催化劑，電極板1主要由石墨配制而成，在兩塊電極板之間夾有一層無氟質子交換膜2，該無氟質子交換膜2由聚苯醚、聚醚醚酮(PEEK)、聚苯并咪唑(PBI)、聚酰亞胺(PI)、聚礬(PSF)、聚醚礬(PES)配制而成，燃料電池具有兩個電極，分別為氧化劑和燃料的臨時寄存場所，對氫氧燃料電池而言，氫氣由燃料電池的陽極流道進入，氧氣(或是空氣)則由陰極流道進入燃料電池，經由氣體擴散層對氣流均勻化和再分布，平穩的到達膜催化劑所在電極。三相反應界面，陽極側的氫氣在鉑碳電催化劑的作用下被吸附和離解成兩個氫質子與兩個電子，其中質子穿過導質子的質子交換膜到達陰極側，電子則經由外電路形成電流后到達陰極。在陰極催化劑層三相反應界面具有電催化活性的反應位點上，氫質子、氧及電子三者發生反應形成水分子。