[发明专利]一种用于燃料电池的新型气体扩散层及制备和应用

摘要

本发明公开了一种用于燃料电池的新型气体扩散层及其制备方法。微观结构上该扩散层由nm级的亲水小孔和μm级的憎水大孔构成扩散层的双孔分布，这种结构有利于气体扩散层同时具备高效的排水和导气功能。宏观上扩散层的孔隙率和孔径在扩散层整体上呈现各向异性分布，在垂直于气体扩散层平面的方向上扩散层呈现不对称的锥型孔分布，扩散层的孔隙率和孔径由外向内逐渐减小，所述内侧是指应用时扩散层上附着催化层连接质子交换膜的一侧；在平行于气体扩散层平面的方向上扩散层的孔隙率和孔径则是均匀分布，这种分布有利于提高扩散层的传质和导电效率。本发明公开了一种使用不同种类和粒径的造孔剂来分层制备微孔层进而实现孔隙率和孔径可以精确控制的燃料电池气体扩散层制备技术。

主权项

一种用于燃料电池的高性能气体扩散层结构，其特征在于：微观结构上该扩散层由nm级的亲水小孔和um级的憎水大孔构成扩散层的双孔分布，这种结构的气体扩散层同时具备高效的排水和导气功能；宏观上扩散层的孔隙率和孔径在扩散层整体上呈现各向异性分布，即，在垂直于气体扩散层平面的方向上扩散层呈现不对称的锥型的孔分布结构，扩散层的孔隙率和孔径由外向内逐渐减小，所述内侧是指应用时扩散层上附着催化层连接质子交换膜的一侧；在平行于气体扩散层平面的方向上扩散层的孔隙率和孔径则是均匀分布，这种分布有利于提高扩散层的传质和导电效率。