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: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。同時避免了增濕所導致的電池污染，提高了系統(tǒng)的運行壽命。

    質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)是未來很有潛力的動力來源。它有高效、低噪音和低排放等優(yōu)點，但一般也比較笨重，結(jié)構(gòu)復雜，價格高。其中增濕設(shè)備作為它的一個很大的附設(shè)設(shè)備，用于對輸入電池的氫氣和氧氣進行增濕。燃料電池的自增濕作為一個改進措施，可以免除此龐大的附設(shè)設(shè)備，從而增加燃料電池的實用性。不過目前報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)定運行，而且膜中的催化劑對電力的輸出沒有任何貢獻。

    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孔劑的混合物涂覆在導電性載體上，通過對電極結(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)定運行，提高了燃料電池的實用性。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)子交換膜較遠的催化劑則具有較強的疏水性。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行。