[发明专利]一种基于静电吸附的聚合物电解质膜燃料电池

摘要

本发明公开了一种基于静电吸附的聚合物电解质膜燃料电池，由阳极板、阴极板、阳极气体扩散层、阴极气体扩散层、阳极催化剂层、阴极催化剂层、离子交换膜和密封部件组成；其中，离子交换膜由静电网、隔离膜和聚合物电解质组成。本发明通过外部电路的输入，使静电网携带与离子聚合物离子基团相同属性的大量电荷，从而提高离子交换膜的离子交换容量，提高离子交换膜的电导率。本发明还可以通过外部电路的控制，实现静电网电荷的加载与释放，金属网加载时，聚合物电解质中的离子快速吸附到金属网表面，使金属网表面的离子浓度升高，而后金属网释放电荷，聚合物电解质中的离子失去牵引力后加速传导，通过这种方法，同样能够提高离子交换膜的电导率。

主权项

一种基于静电吸附的聚合物电解质膜燃料电池，其特征在于：由阳极板、阴极板、阳极气体扩散层、阴极气体扩散层、阳极催化剂层、阴极催化剂层、离子交换膜和密封部件组成；阳极板与阴极板相对设置；所述阳极板朝向所述阴极板的一侧设置有阳极气体扩散层；所述阴极板朝向所述阳极板的一侧设置有阴极气体扩散层；所述阳极气体扩散层朝向所述阴极气体扩散层的一侧设置有阳极催化剂层；所述阴极气体扩散层朝向所述阳极气体扩散层的一侧设置有阴极催化剂层；所述阳极催化剂层与所述阴极催化剂层之间设置有离子交换膜；所述离子交换膜由静电网、隔离膜和聚合物电解质组成，静电网为长方形薄片，静电网一侧的工作区域内设置有均匀排列的通孔；所述隔离膜覆盖在静电网包括但不局限于所述工作区域的外表面，包含所述工作区域内的通孔内表面；所述聚合物电解质覆盖在隔离膜所述工作区域的两侧，并且充满由氮化硅覆盖过的静电网通孔内；所述密封部件由阳极密封垫片、阴极密封垫片、中间密封垫片和密封胶组成；所述阳极密封垫片设置在阳极催化剂层与阳极气体扩散层四周，朝向阳极板一侧与阳极板贴合；所述阴极密封垫片设置在阴极催化剂层与阴极气体扩散层四周，朝向阴极板一侧与阴极板贴合；所述中间密封垫片为U形，包围在离子交换膜的反应区域一侧，所述密封胶填充在离子交换膜非反应区域、阳极密封垫片、阴极密封垫片之间的空隙内。