[發明專利]膜電極裝置、燃料電池堆以及具有這種燃料電池堆的車輛

在審

• 申請號: 201880071616.4
• 申請日: 2018-08-06
• 公開（公告）號: CN111279534A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: A.吉拉尼;S.庫馬;S.福伊格特
• 申請（專利權）人: 奧迪股份公司;大眾汽車有限公司
• 主分類號: H01M8/1004
• 分類號: H01M8/1004;H01M8/1018;H01M4/86
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 孫云漢;劉春元

1.一種膜電極裝置（14），所述膜電極裝置包括：

- 膜結構（140），所述膜結構具有陽極層、陰極層和膜層，所述膜層位于陽極層與陰極層之間；

- 布置在所述陽極層上的陽極側氣體擴散層（1410）；

- 布置在所述陰極層上的陰極側氣體擴散層（1420）；

其中所述陽極側氣體擴散層（1410）和所述陰極側氣體擴散層（1420）中的至少一個氣體擴散層在背離所述膜結構（140）的一側具有結構化（1411、1421），

其特征在于，

所述結構化（1411、1421）包括多個柱狀物（1412、1422），用于構造側向敞開的流場，其中所述柱狀物（1412、1422）具有用于安放雙極板（15）的接觸面（1413、1423）。

2.根據權利要求1所述的膜電極裝置（14），其特征在于，所述陽極層氣體擴散層（1410）在背離所述膜結構（140）的一側具有第一結構化（1411），而所述陰極側氣體擴散層（1420）在背離所述膜結構（140）的一側具有第二結構化（1421），其中所述第一結構化（1411）包括多個第一柱狀物（1412），用于構造側向敞開的流場，其中所述第一柱狀物（1412）具有用于安放雙極板（15）的第一接觸面（1413）；而所述第二結構化（1421）包括多個第二柱狀物（1422），用于構造側向敞開的流場，其中所述第二柱狀物（1422）具有用于安放雙極板（15）的第二接觸面（1423）。

3.根據權利要求2所述的膜電極裝置（14），其特征在于，第一柱狀物（1412）和第二柱狀物（1422）放置為使得相對于每個第一柱狀物（1412）都有第二柱狀物（1422）關于所述膜結構（140）對置地放置。

4.根據權利要求2至3之一所述的膜電極裝置（14），其特征在于，所述第一柱狀物（1412）具有第一高度（1414），所述第二柱狀物（1422）具有第二高度（1424），其中所述第一高度（1414）和/或所述第二高度（1424）為250-450μm，還更優選地為300-400μm，特別優選地為350μm。

5.一種燃料電池堆（10），所述燃料電池堆包括在兩個端板之間交替布置的雙極板（15）和根據上述權利要求1-4之一所述的膜電極裝置（14）的堆。

6.根據權利要求5所述的燃料電池堆（10），其特征在于，所述雙極板（15）包括：陽極板（1510），所述陽極板的陽極側（1511）朝向所述膜電極裝置（14）的陽極側氣體擴散層（1410）；和陰極板（1520），所述陰極板的陰極側（1521）朝向所述膜電極裝置（14）的陰極側氣體擴散層（1420），其中所述陽極板（1510）的陽極側（1511）和/或所述陰極板（1520）的陰極側（1521）平坦地來構造。

7.根據權利要求5至6之一所述的燃料電池堆（10），其特征在于，所述陽極板（1510）或所述陰極板（1520）的冷卻劑側（1522）中的至少一個冷卻劑側具有第三結構化（1523），而且所述第三結構化（1523）包括多個第三柱狀物（1524），用于構造側向敞開的冷卻劑流場，其中所述第三柱狀物（1524）與所述膜電極裝置（14）的所述第一柱狀物（1412）和所述第二柱狀物（1422）一起沿著堆疊方向（S）重疊地放置。

8.根據權利要求5至7之一所述的燃料電池堆（10），其特征在于，要么所述陽極板（1510）要么所述陰極板（1520）在兩側平坦地來構造。

9.一種車輛，所述車輛具有燃料電池系統（100），所述燃料電池系統具有根據權利要求5至8之一所述的燃料電池堆（10）。