[發(fā)明專利]具有較低氣體擴散系數(shù)的氣體擴散層

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510947754.2
• 申請日: 2009-08-04
• 公開（公告）號: CN105406093A
• 公開（公告）日: 2016-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: C.韋澤;C.紀(jì);M.馬蒂亞斯;D.R.巴克;P.D.尼科特拉
• 申請（專利權(quán)）人: 通用汽車環(huán)球科技運作公司
• 主分類號: H01M8/0234
• 分類號: H01M8/0234;H01M8/0239;H01M8/0243
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 韋欣華;楊思捷

1.氣體擴散層，其能夠位于PEM燃料電池中的電極和流場之間，其中該氣體擴散層包括氣體擴散結(jié)構(gòu)，其包括包含粘合劑樹脂和多個纖維的第一含樹脂層，其中粘合劑樹脂為導(dǎo)電性的完全碳化的酚醛樹脂，其以18wt％～60wt％的量存在，

其中該氣體擴散層進一步包括第二含樹脂層，該第二含樹脂層包含多個纖維和粘合劑樹脂，其具有以與第一含樹脂層中的樹脂量不同的第二量存在的樹脂，并且

其中該氣體擴散層具有大于1.5的水蒸氣自由擴散系數(shù)與水蒸氣有效擴散系數(shù)之比。

2.權(quán)利要求1的擴散層，其中水蒸氣自由擴散系數(shù)與水蒸氣有效擴散系數(shù)之比小于或等于20。

3.權(quán)利要求1的擴散層，其中水蒸氣自由擴散系數(shù)與水蒸氣有效擴散系數(shù)之比為3～15。

4.權(quán)利要求1的擴散層，其中水蒸氣自由擴散系數(shù)與水蒸氣有效擴散系數(shù)之比為10～12。

5.權(quán)利要求1的擴散層，具有25體積％～95體積％的孔隙率。

6.權(quán)利要求5的擴散層，具有60體積％～89體積％的孔隙率。

7.權(quán)利要求1的擴散層，其中該氣體可滲透的擴散結(jié)構(gòu)的纖維包含織造或非織造織物或紙。

8.權(quán)利要求1的擴散層，其中該第一和第二含樹脂層包含碳纖維織造或非織造織物或紙或碳布。

9.權(quán)利要求1的擴散層，進一步包括一個或多個另外的含樹脂層，各單獨的含樹脂層設(shè)置在下一個單獨的含樹脂層的鄰近，各單獨的層具有與該下一個臨近的含樹脂層不同的樹脂含量。

10.權(quán)利要求1的擴散層，進一步包括在該第一含樹脂層至少一側(cè)上的微孔層。

11.權(quán)利要求10的擴散層，其中該微孔層包含碳粉末和碳氟聚合物粘合劑。

12.權(quán)利要求11的擴散層，其中該碳氟聚合物粘合劑包括包含PTFE、FEP或其組合至少之一的組分。

13.燃料電池，包括：

具有一個或多個用于將第一氣體引入該燃料電池的通道的陽極氣體流場；

設(shè)置在該陽極氣體流場上的陽極擴散層；

設(shè)置在該陽極擴散層上的陽極催化劑層；

設(shè)置在該陽極催化劑層上的聚合物離子傳導(dǎo)膜；

設(shè)置在該聚合物離子傳導(dǎo)膜上的陰極催化劑層；

設(shè)置在陰極催化劑層上的陰極擴散層；

具有一個或多個用于將第二氣體引入該燃料電池的陰極板通道的陰極氣體流場，該陰極流場設(shè)置在該陰極擴散層之上，其中該陽極擴散層或陰極擴散層的至少之一包括權(quán)利要求1的氣體擴散層。