[发明专利]垂直于聚合物电解质膜燃料电池膜的气体扩散结构

权利要求书

1.一种聚合物电解质-膜燃料电池用多孔导电气体扩散结构，其特征在于，在垂直于膜的方向上该气体扩散结构具有这样的结构，该结构至少在局部区域上具有气体渗透率梯度。

2.根据权利要求1的气体扩散结构，其特征在于，该气体扩散结构由至少两部分结构组成。

3.根据权利要求1至2中任一项的气体扩散结构，其特征在于，该两部分结构具有不同的气体渗透率。

4.根据权利要求1至3中任一项的气体扩散结构，其特征在于，更靠近集电板的部分结构的气体渗透率低于更靠近膜的部分结构的气体渗透率。

5.根据权利要求4的气体扩散结构，其特征在于，具有较低气体渗透率的部分结构，其孔隙体积密度低于具有较高气体渗透率的部分结构的孔隙体积密度。

6.根据权利要求1至5中任一项的气体扩散结构，其特征在于，至少一个部分结构是疏水的。

7.一种制备聚合物电解质-膜燃料电池用多孔导电气体扩散结构的方法，其特征在于，在垂直于膜的方向上制备至少在局部区域上具有气体渗透率梯度的结构。

8.根据权利要求7的制备气体扩散结构的方法，其特征在于，该气体扩散结构至少由两部分结构制成。

9.根据权利要求7至8中任一项的制备气体扩散结构的方法，其特征在于，该两部分结构具有不同的气体渗透率。

10.根据权利要求7至9中任一项的制备气体扩散结构的方法，其特征在于，在更靠近集电板的部分结构的气体渗透率低于更靠近膜的部分结构中的。

11.根据权利要求7至10中任一项的制备气体扩散结构的方法，其特征在于，在具有较低的气体渗透率的部分结构中产生低于具有较高气体渗透率的部分结构中的孔隙体积密度的孔隙体积密度。

12.根据权利要求7至11中任一项的制备气体扩散结构的方法，其特征在于，至少一个部分结构是被疏水化的。

13.根据权利要求7至12中任一项的制备气体扩散结构的方法，其特征在于，至少用一张碳纤维纸。

14.根据权利要求13的制备气体扩散结构的方法，其特征在于，为了使碳纤维纸的一部分达到低的气体渗透率，使一个表面附近的孔隙部分封闭。

15.根据权利要求13至14中任一项的制备气体扩散结构的方法，其特征在于，将热塑性塑料用于部分封闭孔隙。

16.根据权利要求13至15中任一项的制备气体扩散结构的方法，其特征在于，在加压和升温条件下，将箔置于碳纤维纸的一个表面上。

17.根据权利要求7至12中任一项的制备气体扩散结构的方法，其特征在于，用塑料颗粒的悬浮液部分封闭孔隙。

18.根据权利要求17的制备气体扩散结构的方法，其特征在于，通过浸渍和干燥的方法将该悬浮液引入碳纤维纸中。

19.根据权利要求7至12中任一项的制备气体扩散结构的方法，其特征在于，为了获得低气体渗透率，在碳纤维纸的一个表面上施加由导电颗粒和粘合剂颗粒组成的另一层。

20.根据权利要求19的制备气体扩散结构的方法，其特征在于，该层是通过喷涂粘合剂颗粒和导电颗粒组成的悬浮液，随后进行干燥，如果需要，进行烧结的方法制备的。

21.根据权利要求19至20中任一项的制备气体扩散结构的方法，其特征在于，将氟化的塑料作为粘合剂。

22.根据权利要求19至21中任一项的制备气体扩散结构的方法，其特征在于，该导电颗粒由碳组成。

23.一种将多孔导电气体扩散结构用作聚合物电解质-膜燃料电池中的阳极和/或阴极的用途。