[发明专利]一种高温燃料电池单电池及电堆

权利要求书

1.一种高温燃料电池单电池，其特征在于，所述高温燃料电池单电池包括依次层叠的阴极、阳极和质子交换膜；

所述阴极包括具有多孔结构的阴极气体传输层。

2.根据权利要求1所述的高温燃料电池单电池，其特征在于，所述阴极气体传输层的材质包括泡沫铜、泡沫铝、泡沫镍、泡沫碳或泡沫石墨烯中的任意一种；

优选地，所述阴极气体传输层的厚度为50～500μm；

优选地，所述阴极气体传输层的孔径为50～500nm。

3.根据权利要求1或2所述的高温燃料电池单电池，其特征在于，所述质子交换膜包括聚苯并咪唑质子交换膜；

优选地，所述质子交换膜的厚度为10～30μm。

4.根据权利要求1-3任一项所述的高温燃料电池单电池，其特征在于，所述阴极包括在所述质子交换膜的表面依次层叠的阴极催化层、所述阴极气体传输层和阴极隔板；

优选地，所述阴极催化层的厚度为5～20μm；

优选地，所述阴极催化层中的催化剂包括Pt/C催化剂；

优选地，所述阴极催化层中Pt/C催化剂的Pt载量为0.05～0.3g/kw；

优选地，所述阴极催化层采用超声波喷涂法或转印式涂布法制备得到；

优选地，所述阴极隔板的厚度为0.05～0.2mm；

优选地，所述阴极隔板的材质包括316L不锈钢、钛合金或柔性石墨中的任意一种。

5.根据权利要求4所述的高温燃料电池单电池，其特征在于，所述阴极气体传输层与阴极催化层相贴合的一侧表面浸涂有催化剂涂层，所述催化剂涂层内嵌于所述阴极气体传输层内；

优选地，所述催化剂涂层的浸涂厚度为10～100μm；

优选地，所述催化剂涂层中的催化剂包括Pt/C催化剂，所述催化剂涂层中的催化剂与所述阴极催化层中的催化剂相同；

优选地，所述催化剂涂层中Pt/C催化剂的Pt载量为0.05～0.3g/kw。

6.根据权利要求1-5任一项所述的高温燃料电池单电池，其特征在于，所述阳极包括在所述质子交换膜的表面依次层叠的阳极催化层、阳极气体扩散层和阳极板；

优选地，所述阳极催化层的厚度为5～15μm；

优选地，所述阳极催化层的材质包括Pt/C催化剂；

优选地，所述阳极催化层中Pt/C催化剂的Pt载量为0.02～0.2g/kw；

优选地，所述阳极催化剂层采用超声波喷涂法或转印式涂布法制备得到；

优选地，所述阳极气体扩散层的厚度为100～300μm；

优选地，所述阳极气体扩散层的孔隙率为0.7～0.9；

优选地，所述阳极气体扩散层的材质包括碳纤维纸。

7.根据权利要求6所述的高温燃料电池单电池，其特征在于，所述阳极板的厚度为0.05～0.2mm；

优选地，所述阳极板的材质包括复合碳材料、316L不锈钢或钛合金中的任意一种；

优选地，所述阳极板采用冲压成型制备得到。

8.根据权利要求6或7所述的高温燃料电池单电池，其特征在于，所述阳极板的两侧分别一体成型有阳极气体流道和冷却液流道，所述阳极气体流道位于所述阳极板靠近所述阳极气体扩散层的一侧，所述冷却液流道位于所述阳极板远离所述阳极气体扩散层的一侧；

优选地，所述阳极气体流道的深度为0.2～0.5mm；

优选地，所述阳极气体流道的宽度为0.2～1mm；

优选地，所述冷却液流道的深度为0.3～0.5mm；

优选地，所述冷却液流道的宽度为0.3～1mm。

9.一种高温燃料电池的电堆，其特征在于，所述电堆包括至少两个依次堆叠的高温燃料电池单电池，所述高温燃料电池单电池为权利要求1-8任一项所述的高温燃料电池单电池。

10.根据权利要求9所述的电堆，其特征在于，所述高温燃料电池单电池的冷却液流道与相邻所述高温燃料电池单电池的阴极隔板形成密闭腔体，所述密闭腔体用于冷却液流动。