中科院“燃料電池自增濕膜電極的制備方法”獲國家發(fā)明專利授權(quán)

    由中科院長春應(yīng)化所申請(qǐng)完成的“燃料電池自增濕膜電極的制備方法”日前獲國家發(fā)明專利授權(quán)(專利號(hào):ZL200510016563.0)。該專利適用于氫氧燃料電池，它的應(yīng)用將免去常規(guī)的外增濕設(shè)備，降低系統(tǒng)成本。同時(shí)避免了增濕所導(dǎo)致的電池污染，提高了系統(tǒng)的運(yùn)行壽命。

    質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)是未來很有潛力的動(dòng)力來源。它有高效、低噪音和低排放等優(yōu)點(diǎn)，但一般也比較笨重，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格高。其中增濕設(shè)備作為它的一個(gè)很大的附設(shè)設(shè)備，用于對(duì)輸入電池的氫氣和氧氣進(jìn)行增濕。燃料電池的自增濕作為一個(gè)改進(jìn)措施，可以免除此龐大的附設(shè)設(shè)備，從而增加燃料電池的實(shí)用性。不過目前報(bào)道的研究工作均未說明燃料電池是否能在自增濕情況下長期穩(wěn)定運(yùn)行，而且膜中的催化劑對(duì)電力的輸出沒有任何貢獻(xiàn)。

    據(jù)悉，該發(fā)明以炭紙、炭布、炭氈、多孔泡沫金屬片泡沫鎳或泡沫鈦多孔薄片作為導(dǎo)電性載體，將含有炭載催化劑與疏水性含氟聚合物乳液和擴(kuò)孔劑的混合物涂覆在導(dǎo)電性載體上，通過對(duì)電極結(jié)構(gòu)的合理構(gòu)造，制造出可以自增濕的燃料電池膜電極，并且可以長期穩(wěn)定運(yùn)行，提高了燃料電池的實(shí)用性。這種膜電極的結(jié)構(gòu)是：在質(zhì)子交換膜的兩側(cè)分別放置陰極和陽極，兩個(gè)電極靠近質(zhì)子交換膜一側(cè)的催化劑具有較高的親水性，而離質(zhì)子交換膜較遠(yuǎn)的催化劑則具有較強(qiáng)的疏水性。這種結(jié)構(gòu)有利于保持膜電極的水分，從而能夠維持電池的自增濕運(yùn)行。