[发明专利]用于可逆燃料电池的组件

权利要求书

1.一种用于电化学电池的组件，包括：具有第一和第二表面的离子传导膜；与该膜的第一表面相接触的第一电催化剂层，所述第一电催化剂层包括至少一个离散的电解活性区域(ELE1_i)以及至少一个离散的产能活性区域(EG1_i)；与该膜的第二表面相接触的第二电催化剂层，所述第二电催化剂层包括至少一个离散的电解活性区域(ELE2_i)以及至少一个离散的产能活性区域(EG2_i)；其中所述第一电催化剂层上的该至少一个离散的电解活性区域(ELE1_i)中的每一个与所述第二电催化剂层上的该至少一个离散的电解活性区域(ELE2_i)中的每一个相对应并且对齐，并且其中所述第一电催化剂层上的该至少一个离散的产能活性区域(EG1_i)中的每一个与所述第二电催化剂层上的该至少一个离散的产能活性区域(EG2_i)中的每一个相对应并且对齐。

2.根据权利要求1所述的组件，其中该离子传导膜包括：至少一个与所述第一和第二电催化剂层上的所述电解活性区域(ELE1_i和ELE2_i)的每一个相对应并且对齐的离散区域、以及至少一个与所述第一和第二电催化剂层上的所述产能活性区域(EG1_i和EG2_i)的每一个相对应并且对齐的离散区域。

3.根据权利要求1或2所述的组件，进一步包括：与所述第一电催化剂层的不接触该离子传导膜的表面相接触的第一气体扩散层(GDL1)、以及与所述第二电催化剂层的不接触该离子传导膜的表面相接触的第二气体扩散层(GDL2)。

4.根据权利要求3所述的组件，其中所述第一气体扩散层(GDL1)包括：至少一个与该第一电催化剂层上的该至少一个电解活性区域中的每一个相对应并且对齐的离散的电解活性区域(GDL1_ELEi)、以及至少一个与该第一电催化剂层上的该至少一个产能活性区域中的每一个相对应并且对齐的离散的产能活性区域(GDL1_EGi)。

5.根据权利要求3或4所述的组件，其中所述第二气体扩散层(GDL2)包括：至少一个与该第二电催化剂层上的该至少一个电解活性区域中的每一个相对应并且对齐的离散的电解活性区域(GDL2_ELEi)、以及至少一个与该第二电催化剂层上的该至少一个产能活性区域中的每一个相对应并且对齐的离散的产能活性区域(GDL2_EGi)。

6.根据权利要求4或5所述的组件，其中在该第一和/或第二气体扩散层上的该至少一个离散的电解活性区域是亲水的并且其中在该第一和/或第二气体扩散层上的该至少一个离散的产能活性区域是疏水的。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的组件，包括与该第一气体扩散层相接触的第一双极板以及与该第二气体扩散层相接触的第二双极板，所述第一和第二双极板各自任选地包括至少一个离散的产能活性区域以及至少一个离散的电解活性区域，这些区域与该第一和第二气体扩散层上的该至少一个电解活性以及产能活性区域中的每一个相对应并且对齐。

8.根据以上权利要求中任一项所述的组件，包括在所述第一和第二电催化剂层上的、和/或在所述离子传导膜上的和/或在所述第一和第二气体扩散层上的和/或在所述第一和第二双极板上的每一个离散的产能活性区域以及每一个离散的电解活性区域之间的至少一个边界区。

9.根据权利要求8所述的组件，其中所述至少一个边界区具有与相邻的产能活性区域和电解活性区域中的任何一个的组成不相同的组成。

10.根据以上权利要求中任一项所述的组件，其中所述第一和第二电催化剂层上的所述电解活性区域包括适合用于水的电解的催化剂。

11.根据以上权利要求中任一项所述的组件，其中所述第一和第二电催化剂层上的所述产能活性区域包括适合用于由氢和氧来产生水的催化剂。

12.根据权利要求9或10所述的组件，其中所述第一或第二电催化剂层上的所有所述离散的产能活性区域的总和、与所述第一或第二电催化剂层上的所有所述离散的电解活性区域的总和之比是在从1.5∶1至5∶1的范围内。