[發明專利]具有改善的熱特征的燃料電池

有效

• 申請號: 201110211695.4
• 申請日: 2011-07-27
• 公開（公告）號: CN102347497A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發明（設計）人: J.P.奧維簡;P.D.尼科特拉;J.A.布羅斯基
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: H01M8/02
• 分類號: H01M8/02;H01M8/04;H01M4/86
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 曹小剛;楊思捷

1.燃料電池，包括陽極、陰極、夾在所述陽極和所述陰極之間的聚合物電解質膜、設置在所述陰極和所述陽極的每一上的氣體擴散層、設置在所述陽極側和陰極側上的所述氣體擴散層上的氣流分布層、和任選地設置在所述氣流分布層上的冷卻劑板，其中所述陽極側和/或陰極側上的氣體擴散層和氣流分布層的組合的熱阻足以允許所述陰極在升高的溫度操作以有效地蒸發在所述陰極處生成的水。

2.權利要求1的燃料電池，其中所述陰極是包含有機材料和貴金屬催化劑的納米結構化的薄膜電極層。

3.權利要求2的燃料電池，其中所述陰極基本不含碳黑。

4.權利要求2的燃料電池，其中所述陰極層的厚度小于大約3微米。

5.權利要求2的燃料電池，其中所述陰極層的厚度是大約0.1微米－2微米。

6.權利要求2的燃料電池，其中所述陰極層的厚度是大約0.1-1微米。

7.權利要求1的燃料電池，其中所述氣流分布層包括網格流場，所述網格流場限定矩形狀圖案的氣體流動通道，僅僅一部分所述矩形狀圖案和所述鄰近的氣體擴散層直接接觸。

8.權利要求1的燃料電池，其中所述氣流分布層包含網格篩網。

9.權利要求1的燃料電池，其中所述氣體擴散層和所述氣流分布層之間的接觸熱阻基本上大于零，并且其中導熱率小于所述氣流分布層和/或所述氣體擴散層的導熱率的涂層設置在所述氣體擴散層和所述氣流分布層之間。

10.改善燃料電池低溫特征的方法，包括：提供燃料電池，所述燃料電池包括電極厚度小于大約1微米的納米結構化的薄膜陰極和將反應物氣體分布到所述陰極的氣流分布體；提高所述氣流分布體的熱阻和/或接觸熱阻，并使得所述陰極的溫度能夠升到顯著高于所述反應物氣體的溫度，以防在所述陰極處水溢流。