[发明专利]一种燃料电池的极板及其制备方法、燃料电池堆、燃料电池系统及其冷启动方法

权利要求书

1.一种燃料电池的极板，其特征在于，包括极板本体，所述极板本体的至少一个侧面的部分区域或全部区域设置有催化剂层；

所述催化剂层的材料包括第一催化剂，所述第一催化剂对燃料和氧化剂的化学反应具有催化作用。

2.根据权利要求1所述的燃料电池的极板，其特征在于，所述极板本体的两端设置有入口和出口，所述入口和所述出口之间设置有导流区域和反应区域；

所述导流区域和所述反应区域设置有若干楞；相邻的所述楞之间形成供流体流动的流道；所述流道的一端靠近所述入口、另一端靠近所述出口；

所述催化剂层设置在所述流道的表面上和/或所述楞的表面上。

3.根据权利要求2所述的燃料电池的极板，其特征在于，所述导流区域包括入口导流区域和出口导流区域，所述入口导流区域设置在所述反应区域与所述入口之间；所述出口导流区域设置在所述反应区域与所述出口之间；

所述催化剂层设置在所述入口导流区域和/或所述出口导流区域的部分或者全部区域。

4.根据权利要求2所述的燃料电池的极板，其特征在于，所述催化剂层设置在所述反应区域的部分或者全部区域。

5.根据权利要求1所述的燃料电池的极板，其特征在于，所述催化剂层的材料还包括第二催化剂，所述第二催化剂对一氧化碳和氧化剂的化学反应具有催化作用和/或对一氧化碳和水分子的化学反应具有催化作用。

6.根据权利要求1所述的燃料电池的极板，其特征在于，所述催化剂层为单层结构或层叠设置的多层结构。

7.根据权利要求6所述的燃料电池的极板，其特征在于，当所述催化剂层为单层结构时，所述催化剂层的材料包括第一催化剂和第二催化剂；

所述第一催化剂对燃料和氧化剂的化学反应具有催化作用；所述第二催化剂对一氧化碳和氧化剂的化学反应具有催化作用和/或对一氧化碳和水分子的化学反应具有催化作用。

8.根据权利要求6所述的燃料电池的极板，其特征在于；所述极板本体的两端设置有入口和出口，所述入口和所述出口之间设置有导流区域和反应区域；

所述导流区域和所述反应区域设置有若干楞；相邻的所述楞之间形成供流体流动的流道；所述流道的一端靠近所述入口、另一端靠近所述出口；

所述催化剂层设置在所述流道的表面上和/或所述楞的表面上；

当所述催化剂层为多层结构时，至少远离所述流道表面和/或所述楞表面的单层催化剂层为多孔结构。

9.根据权利要求8所述的燃料电池的极板，其特征在于，所述多孔结构的孔隙率的5%~95%；和/或

所述多孔结构中孔的尺寸为0.5nm~50μm；和/或

单层所述催化剂层的厚度为0.5nm~50μm。

10.根据权利要求2所述的燃料电池的极板，其特征在于，所述催化剂层的厚度从靠近所述入口的一端到靠近所述出口的一端逐渐增加。

11.根据权利要求5所述的燃料电池的极板，其特征在于，所述第一催化剂、所述第二催化剂分别独立地选自于金属、合金、金属复合材料、金属化合物中的至少一种。

12.根据权利要求11所述的燃料电池的极板，其特征在于，所述金属选自Pt、Pd、Rh、Ru、Au、Ag、Fe、Co、Ni、Mn、Cu中的至少一种；或

所述合金选自PtRu、PtMo、PtW、PtPd、PtNi、PtCo、PtFe、PtMn、PtCu、PtAu、PtCe、PtCr、FeCe、FeCr、MoC、CoMn、CoCr、PtCoNi、PtCoFe、PtCoMn中的至少一种；或

所述金属复合材料为核壳结构的材料，选自Co@Pt、Ag@Pt、Au@Pt、Cu@Pt、Rh@Pt、Cu@Ag、Al@Ni、Fe@Au、Fe@Pt中的至少一种；或

所述金属化合物选自金属卟啉及其衍生物中的至少一种。