[发明专利]电化学压缩气态氢的方法和系统

权利要求书

1.一种电化学装置，包括：

(a)聚合物电解质膜，所述聚合物电解质膜具有相对的第一面和第二面；

(b)阳极，所述阳极联接至所述聚合物电解质膜的第一面；

(c)阴极，所述阴极联接至所述聚合物电解质膜的第二面；以及

(d)水管理装置，所述水管理装置联接至所述阳极或所述阴极，以用于向所述阳极或所述阴极输送水，所述水管理装置是不导电的、可渗透液体、且基本上不可透过气体的，所述阳极或所述阴极定位在所述水管理装置与所述聚合物电解质膜之间。

2.如权利要求1所述的电化学装置，还包括阳极气体扩散介质，所述阳极气体扩散介质限定了阳极室，所述阳极室与所述阳极流体连通，所述阳极气体扩散介质定位在所述水管理装置的至少一部分与所述阳极之间。

3.如权利要求2所述的电化学装置，其中，所述水管理装置的整体与所述阳极间隔开。

4.如权利要求1所述的电化学装置，其中，所述水管理装置具有平面形状。

5.如权利要求1所述的电化学装置，其中，所述水管理装置具有非平面的形状。

6.如权利要求1所述的电化学装置，其中，所述水管理装置由单一的整体材料组成。

7.如权利要求6所述的电化学装置，其中，所述水管理装置是固体聚合物电解质膜。

8.如权利要求1所述的电化学装置，其中，所述水管理装置包括多个层和/或材料。

9.如权利要求8所述的电化学装置，其中，所述水管理装置包括具有多个孔的载体和设置在所述载体的孔内的固体聚合物电解质。

10.如权利要求1所述的电化学装置，其中，所述水管理装置包括固体聚合物电解质。

11.如权利要求10所述的电化学装置，其中，所述固体聚合物电解质包括下列中的至少一项：聚乙烯、具有共聚物的聚乙烯-聚苯乙烯嵌段、聚苯乙烯、聚砜、聚亚苯基、聚苯醚、聚(亚芳基)、聚(亚芳基吡啶鎓)、聚(二甲基哌啶鎓氢氧化物)、聚(二甲基氢氧化铵)、磺化聚苯乙烯、磺化聚砜、磺化聚(醚醚酮)、磺化聚(二苯甲酮)、磺化聚(亚芳基醚砜)、磺化聚(亚芳基醚酮)、磺化聚(亚芳基硫醚)、磺化聚(醚酰胺)、磺化聚苯并咪唑、磺化聚(酞嗪酮醚)、全氟磺酸、聚(偏二氟乙烯)及其组合或混合物。

12.如权利要求1所述的电化学装置，还包括阳极气体扩散介质，所述阳极气体扩散介质限定了阳极室，所述阳极室具有相对的第一面和第二面，所述第一面与所述阳极接触，所述第二面与所述水管理装置接触。

13.如权利要求12所述的电化学装置，其中，所述阳极气体扩散介质由单层导电多孔材料构成。

14.如权利要求12所述的电化学装置，其中，所述阳极气体扩散介质包括多个层，所述多个层中的每层包括一种或多种导电多孔材料。

15.如权利要求1所述的电化学装置，其中，所述聚合物电解质膜、所述阳极以及所述阴极一起形成膜电极组件，并且其中，所述电化学装置还包括环形密封件，所述环形密封件绕所述膜电极组件安装。

16.如权利要求1所述的电化学装置，其中，所述聚合物电解质膜、所述阳极和所述阴极一起形成膜电极组件，所述电化学装置还包括第一隔膜和第二隔膜，其中，所述第一隔膜和所述第二隔膜各自是导电的，并且其中，所述第一隔膜和所述第二隔膜定位在所述膜电极组件的相对侧上，其中，所述第二隔膜定位在所述膜电极组件与所述水管理装置之间。