[发明专利]具有较低气体扩散系数的气体扩散层

权利要求书

1.气体扩散层，其能够位于PEM燃料电池中的电极和流场之间，其中该气体扩散层包括气体扩散结构，其包括包含粘合剂树脂和多个纤维的第一含树脂层，其中粘合剂树脂为导电性的完全碳化的酚醛树脂，其以18wt％～60wt％的量存在，

其中该气体扩散层进一步包括第二含树脂层，该第二含树脂层包含多个纤维和粘合剂树脂，其具有以与第一含树脂层中的树脂量不同的第二量存在的树脂，并且

其中该气体扩散层具有大于1.5的水蒸气自由扩散系数与水蒸气有效扩散系数之比。

2.权利要求1的扩散层，其中水蒸气自由扩散系数与水蒸气有效扩散系数之比小于或等于20。

3.权利要求1的扩散层，其中水蒸气自由扩散系数与水蒸气有效扩散系数之比为3～15。

4.权利要求1的扩散层，其中水蒸气自由扩散系数与水蒸气有效扩散系数之比为10～12。

5.权利要求1的扩散层，具有25体积％～95体积％的孔隙率。

6.权利要求5的扩散层，具有60体积％～89体积％的孔隙率。

7.权利要求1的扩散层，其中该气体可渗透的扩散结构的纤维包含织造或非织造织物或纸。

8.权利要求1的扩散层，其中该第一和第二含树脂层包含碳纤维织造或非织造织物或纸或碳布。

9.权利要求1的扩散层，进一步包括一个或多个另外的含树脂层，各单独的含树脂层设置在下一个单独的含树脂层的邻近，各单独的层具有与该下一个临近的含树脂层不同的树脂含量。

10.权利要求1的扩散层，进一步包括在该第一含树脂层至少一侧上的微孔层。

11.权利要求10的扩散层，其中该微孔层包含碳粉末和碳氟聚合物粘合剂。

12.权利要求11的扩散层，其中该碳氟聚合物粘合剂包括包含PTFE、FEP或其组合至少之一的组分。

13.燃料电池，包括：

具有一个或多个用于将第一气体引入该燃料电池的通道的阳极气体流场；

设置在该阳极气体流场上的阳极扩散层；

设置在该阳极扩散层上的阳极催化剂层；

设置在该阳极催化剂层上的聚合物离子传导膜；

设置在该聚合物离子传导膜上的阴极催化剂层；

设置在阴极催化剂层上的阴极扩散层；

具有一个或多个用于将第二气体引入该燃料电池的阴极板通道的阴极气体流场，该阴极流场设置在该阴极扩散层之上，其中该阳极扩散层或阴极扩散层的至少之一包括权利要求1的气体扩散层。