[發(fā)明專利]燃料電池用親水性多孔層、氣體擴(kuò)散電極及其制造方法和膜電極組件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080028661.5
• 申請(qǐng)日: 2010-06-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102804466A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 井殿大;大間敦史;小野義隆;佐藤和之;酒井佳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 日產(chǎn)自動(dòng)車株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01M4/86
• 分類號(hào): H01M4/86;H01M8/00;H01M8/02;H01M8/10
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

1.一種親水性多孔層，其包括導(dǎo)電性材料-親水性材料聚集體，所述導(dǎo)電性材料-親水性材料聚集體各自包括相互緊密接觸的親水性材料和導(dǎo)電性材料，所述親水性材料彼此相互連通，從而在多個(gè)親水性材料中形成連續(xù)的水輸送通路，所述導(dǎo)電性材料-親水性材料聚集體之間形成水蒸氣輸送通路，

其特征在于，所述水輸送通路的水輸送阻力R_water大于所述水蒸氣輸送通路的水蒸氣輸送阻力R_gas。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的親水性多孔層，其進(jìn)一步的特征在于，所述親水性材料覆蓋所述導(dǎo)電性材料表面的至少一部分，覆蓋所述導(dǎo)電性材料表面的至少一部分的所述親水性材料的覆蓋面積S_ion滿足下式：

Jgas=-Dgaseffdcdx=-DgaseffPsatRTdadx]]>

-DgaseffPsatRT=1Rgas]]>

其中：

c：水蒸氣的濃度

a：水的活度

x：輸送距離

R：氣體常數(shù)

T：溫度

J_gas：水蒸氣通量

P_sat：飽和蒸汽壓

以及特征在于，所述親水性材料的覆蓋面積S_ion相對(duì)于所述導(dǎo)電性材料的單位質(zhì)量為不小于200m²/g。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的親水性多孔層，其特征在于，所述親水性材料的覆蓋率θ_ion低于0.7。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的親水性多孔層，其特征在于，所述導(dǎo)電性材料為已進(jìn)行酸處理的材料。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的親水性多孔層，其特征在于，所述導(dǎo)電性材料的一次顆粒的平均粒徑不大于60nm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的親水性多孔層，其特征在于，所述親水性材料的覆蓋率θ_ion在所述親水性材料覆蓋率θ_ion的最大值的±20％范圍內(nèi)。

7.一種氣體擴(kuò)散電極，其特征在于包括：

催化劑層，其包括包含催化劑組分的導(dǎo)電性材料-親水性材料聚集體，所述聚集體包括相互緊密接觸的親水性材料和負(fù)載催化劑組分的導(dǎo)電性材料，所述多個(gè)親水性材料彼此相互連通，從而在所述親水性材料中形成連續(xù)的水輸送通路；和

親水性多孔層，其為根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的親水性多孔層，

其中，所述催化劑層和所述親水性多孔層相互緊密接觸。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的親水性多孔層，其特征在于，所述親水性多孔層通過(guò)使用墨生產(chǎn)，所述墨包括導(dǎo)電性材料、親水性材料和溶劑，并且在所述墨中包含平均粒徑不小于0.5μm和眾數(shù)直徑不小于0.35μm的二次顆粒。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的親水性多孔層，其特征在于，所述墨中包含造孔劑。