專利名稱：緩解腐蝕的設(shè)計(jì)策略的制作方法
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明一般性地涉及一種燃料電池系統(tǒng)，更具體地涉及一種新的并改進(jìn)的燃料電池系統(tǒng)的膜電極組件。
相關(guān)技術(shù)燃料電池已經(jīng)被用作許多設(shè)備的電源。例如，已經(jīng)計(jì)劃在電動(dòng)汽車動(dòng)力裝置中使用燃料電池以取代內(nèi)部燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。在PEM型燃料電池中，氫被提供給燃料電池的陽極，并提供氧氣作為用于陰極的氧化劑。PEM燃料電池包括膜電極組件(MEA)，其包括薄的、可傳輸質(zhì)子的、非導(dǎo)電性固體聚合物電解質(zhì)膜，在電解質(zhì)膜的一個(gè)面上具有陽極催化劑，并且在相對的面上具有陰極催化劑。MEA被夾在一對，有時(shí)被稱為氣體擴(kuò)散介質(zhì)組件的導(dǎo)電元件之間，這些導(dǎo)電元件(1)用作陽極和陰極的集流體；(2)包含用于在各自陽極和陰極催化劑的表面上分布燃料電池氣體反應(yīng)物的合適開口；(3)將產(chǎn)物水蒸氣或液體從電極移除到流場通道；(4)是導(dǎo)熱的，用于散熱；和(5)具有機(jī)械強(qiáng)度。根據(jù)上下文，該燃料電池通常典型地用來指單個(gè)電池或多個(gè)電池(例如，堆疊體)。多個(gè)單獨(dú)的電池通常被捆在一起以形成燃料電池堆疊體，并且通常是串聯(lián)設(shè)置的。堆疊體中的每個(gè)電池包括以上描述的MEA，并且每個(gè)這樣的MEA提供它們的電壓增量。
在PEM燃料電池中，氫氣(H2)是陽極反應(yīng)劑(例如，燃料)，而氧氣是陰極反應(yīng)劑(例如，氧化劑)。氧氣可以是純形式(O2)或空氣(O2和N2的混合物)。傳導(dǎo)質(zhì)子的固體聚合物電解質(zhì)典型地由離子交換樹脂例如基于全氟磺酸(“PFSA”)的離聚物或基于碳?xì)浠衔?非氟化或部分氟化的)的質(zhì)子傳導(dǎo)性聚合物(例如，磺化的聚醚醚酮(SPEEK))制成。陽極/陰極電極典型地包括細(xì)碎的催化劑顆粒，其經(jīng)常被負(fù)載在碳顆粒上，并與質(zhì)子傳導(dǎo)性樹脂混合。催化劑顆粒典型地是貴重的貴金屬顆粒。制造膜電極組件是相對昂貴的并且需要一定的條件，其包括適當(dāng)?shù)乃幚砗图訚?，以及對催化劑有毒成分如一氧化?CO)的控制以有效地工作。
參照通常轉(zhuǎn)讓給Witherspoon等人的U.S.專利號3,985,578；Swathirajan等人的5,272,017；Li等人的5,624,769；Neutzler的5,776,624；Swathirajan等人的6,277,513；Woods，lll等人的6,350,539；Fronk等人的6,372,376；Vyas等人的6,521,381；Sompalli等人的6,524,736；Fly等人的6,566,004；Fly等人的6,663,994；Brady等人的6,793,544；Rapaport等人的6,794,068；Blunk等人的6,811,918；Mathias等人的6,824,909；Bhaskar等人的6,861,173；U.S.專利申請公開號Vyas等人的2003/0165731；Sompalli等人的2004/0067407；Vyas等人的2004/0081881；Lee等人的2004/0110058；Brady等人的2004/0151952；Lee等人的2004/0208989；O’Hara的2005/0026012；O’Hara等人的2005/0026018；O’Hara等人的2005/0026523；Budinski等人的2005/0037212；和Goebel等人的2005/0058881可以發(fā)現(xiàn)涉及PEM和其它相關(guān)類型的燃料電池系統(tǒng)的技術(shù)的示例，在此特意合并所有上述專利的全部說明作為參考。
已經(jīng)遇到了一種涉及包含在MEA中或接近MEA設(shè)置的雙極板(特別是金屬雙極板)被侵蝕的問題，其將潛在地削弱燃料電池的功能和/或效率。例如，氧氣從MEA的陰極側(cè)滲透通過隔膜(參考作為“氧氣穿越”)，或者，當(dāng)在MEA的邊緣區(qū)域中施加膜保護(hù)層(參考作為“副墊圈”)的情況時(shí)，氧氣滲透通過隔膜和副墊圈，到達(dá)MEA的陽極側(cè)。在MEA的陽極側(cè)被碳負(fù)載的鉑催化劑(Pt/C)催化，在電化學(xué)反應(yīng)中穿越的氧氣與來自傳導(dǎo)質(zhì)子的聚合物的質(zhì)子反應(yīng)，產(chǎn)生一小部分過氧化氫()。這個(gè)反應(yīng)同時(shí)通過通常涂覆施加到陽極擴(kuò)散介質(zhì)(“DM”)上的高表面面積碳(通常叫做微孔層或“MPL”)來催化，或者，更低效率地，通過DM基底的碳纖維和碳填充物來催化(見圖1)。因此，O2經(jīng)由以下反應(yīng)滲透到陽極側(cè)可以產(chǎn)生HF()(見圖1)。而且，H2經(jīng)由以下反應(yīng)滲透到陰極側(cè)也可以產(chǎn)生HF()(見圖1)。
通過在含水酸中旋轉(zhuǎn)環(huán)盤實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，如果采用高表面面積碳催化，與采用碳負(fù)載的鉑催化劑相比，在陽極上被電化學(xué)還原為H2O2的O2的分?jǐn)?shù)更大(見圖2)。在MEA的邊界區(qū)域上，例如那里沒有氣體供應(yīng)流場通道和/或MEA將取得與周邊密封(通常為彈性體)的接觸，不需要催化劑也不需要MPL，但是根據(jù)MEA的設(shè)計(jì)，Pt/C和/或MPL可以存在于這些區(qū)域中。然而，大部分MEA設(shè)計(jì)，在上述邊界區(qū)域中包括副墊圈，參與電化學(xué)過程的MEA的區(qū)域與不參加有用的電化學(xué)過程的區(qū)域不同。
在一些實(shí)例中，副墊圈由相同的PFSA離聚物構(gòu)成，該P(yáng)FSA離聚物被用于MEA的含催化劑區(qū)域。這些離聚物相對地顯示出高的氧氣滲透性并且是好的質(zhì)子導(dǎo)體。一旦氧氣通過副墊圈滲透，其將開始與膜的陽極側(cè)的氫氣接觸。通常將產(chǎn)生水，也有少量的過氧化氫。通過適當(dāng)催化劑的存在或不存在以及電化學(xué)電勢來控制水與過氧化物的分支比。
圖2示出了在不同電勢下的催化劑的相應(yīng)效果。在圖中可以看出，在典型的PEM燃料電池中觀察到，在陽極條件下的高表面面積的碳黑(通常使用的MPL的主要成分)將氧氣和氫氣之間的反應(yīng)產(chǎn)物的相當(dāng)部分催化成為過氧化氫。
在文獻(xiàn)中已經(jīng)報(bào)道過，過氧化氫將促進(jìn)離聚物降解(在膜中并且也在電極中)，特別是在陽離子如鐵的存在下(參見例如A.B.LaConti等人的“燃料電池手冊”(Eds.W.Vielstich等人)Wiley(2003)，vol.3(9)647)。主要的離聚物降解產(chǎn)物是氫氟酸(HF)。在MEA的區(qū)域內(nèi)，活性的反應(yīng)氣流經(jīng)由流場氣體通道提供，H2O2(通過氧氣穿越到陽極而形成)和HF(來自膜降解)的濃度保持很低，因?yàn)檫@些物質(zhì)被反應(yīng)氣流連續(xù)地除去。另一方面，在雙極板區(qū)域中，存在沒有活動(dòng)流體的停滯的流動(dòng)區(qū)域(例如與制造相關(guān)的凹面，被稱為“凹痕”)，沿MEA周邊的區(qū)域上不再有流道，和/或在燃料電池運(yùn)行期間雙極板活性區(qū)域的區(qū)域不允許反應(yīng)氣體持續(xù)流動(dòng))，H2O2和HF的濃度能夠充分地增大，因此形成了對金屬雙極板、許多典型的外加覆蓋層(例如金屬氧化物、金屬氮化物等)以及雙極板密封材料的嚴(yán)重腐蝕的環(huán)境。
在文獻(xiàn)中也描述過，在氫氟酸溶液中不銹鋼的腐蝕會(huì)隨氟化物的濃度迅速增大；同樣地，在酸性H2O2和酸性溶液HF/H2O2中不銹鋼的腐蝕會(huì)隨過氧化氫的濃度增大(參見，例如N.Laycock等人，Corrosion Science，Vol.37，No.10，pp.1637-1642(1995)；T Hayward等人，J.Supercritical Fluids，Vol.27，pp.275-281(2003)；G.Bellanger，J.Nuclear Materials，Vo.210，pp.63-72(1994)；Y.Kim等人，NDT&E internation，Vol.36，pp.553-562(2003)；以及H.Anzai等人的Corrosion Science，Vo.36，No.7，pp.1201-1211(1994))。一旦不銹鋼開始腐蝕，鐵陽離子將被釋放并且加速離聚物降解，其將依次增大HF的濃度。所構(gòu)成的自動(dòng)接觸反應(yīng)過程通過其釋放的HF加速了不銹鋼腐蝕，其依次進(jìn)一步加速膜的腐蝕，從而加速了附加的雙極板的腐蝕。
眾所周知，氧氣穿越到陽極側(cè)以及氫氣穿越到陰極側(cè)都導(dǎo)致增大了離聚物的降解，產(chǎn)生大量的HF。在不流動(dòng)的區(qū)域中(例如，活動(dòng)流道區(qū)域的外側(cè)的區(qū)域、凹陷區(qū)域中、減少氣流的區(qū)域等)，這些增加的HF組件將成為高濃度的HF，其將依次加速金屬雙極板(以及多種有用的保護(hù)性覆蓋物和雙極板密封材料)的腐蝕。
因此，需要一種新的并且改進(jìn)了的燃料電池，其包括不限于新的和改進(jìn)了的雙極板、膜電極組件設(shè)計(jì)、和/或最小化或消除了不銹鋼腐蝕的MEA/MPL結(jié)構(gòu)。
發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明的一般教導(dǎo)，提供了一種新的并且改進(jìn)了的用于燃料電池的膜電極組件，例如但不限于PEM燃料電池系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例，提供了一種與燃料電池組合使用的膜電極組件，其包括(1)具有不流動(dòng)區(qū)域的導(dǎo)電元件；(2)與導(dǎo)電元件相鄰的擴(kuò)散介質(zhì)層；(3)隔膜層；(4)至少一個(gè)與隔膜層相鄰的催化劑層，其中至少一個(gè)催化劑層與擴(kuò)散介質(zhì)層相鄰，其中至少一個(gè)催化劑層遠(yuǎn)離不流動(dòng)的區(qū)域；以及(5)至少一個(gè)與隔膜層相鄰的副墊圈層，其中至少一個(gè)副墊圈層與擴(kuò)散介質(zhì)層相鄰，其中至少一個(gè)副墊圈層接近不流動(dòng)的區(qū)域，其中至少一個(gè)催化劑層與至少一個(gè)副墊圈層相互遠(yuǎn)離。
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)可替換的實(shí)例，提供了一種與燃料電池組合使用的膜電極組件，包括(1)具有不流動(dòng)區(qū)域的導(dǎo)電元件；與導(dǎo)電元件相鄰的擴(kuò)散介質(zhì)層；(2)隔膜層；(3)一對置于隔膜層的周圍的催化劑層，其中一個(gè)催化劑層與擴(kuò)散介質(zhì)層相鄰，其中這一對催化劑層遠(yuǎn)離不流動(dòng)區(qū)域；以及(4)一對置于隔膜層的周圍的副墊圈層，其中一個(gè)副墊圈層與擴(kuò)散介質(zhì)層相鄰，其中這一對副墊圈層接近不流動(dòng)區(qū)域，其中這一對催化劑層和這一對副墊圈層相互遠(yuǎn)離。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)可替換的實(shí)例，提供了一種燃料電池，包括(1)導(dǎo)電元件，它具有在其中形成的第一和第二自由流動(dòng)通道，并且第一和第二平臺區(qū)域(land areas)被形成在第二自由流動(dòng)通道的周圍，其中導(dǎo)電元件基本上在不流動(dòng)區(qū)域的外面；(2)與導(dǎo)電膜相鄰的擴(kuò)散介質(zhì)層，擴(kuò)散介質(zhì)層的一部分與第二平臺重疊區(qū)域；(3)隔膜層；(4)至少一個(gè)與隔膜層相鄰的催化劑層，其中至少一個(gè)催化劑層遠(yuǎn)離第二平臺區(qū)域；以及(5)至少一個(gè)與隔膜層相鄰的副墊圈層，其中至少一個(gè)副墊圈層鄰接并且至少部分地與鄰近第二平臺區(qū)域的擴(kuò)散介質(zhì)層重疊，其中至少一個(gè)催化劑層與至少一個(gè)副墊圈層相互遠(yuǎn)離。
通過以下的詳細(xì)描述，本發(fā)明的進(jìn)一步適用的區(qū)域?qū)⒆兊们宄?yīng)當(dāng)理解，詳細(xì)說明和具體實(shí)施例雖然指示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但其僅是為了說明的目的，但不是為了限制本發(fā)明的范圍。


通過詳細(xì)說明和隨后的附圖，能夠更充分地理解本發(fā)明，其中圖1是依照現(xiàn)有技術(shù)，作為氧氣和/或氫氣滲透過隔膜的結(jié)果而在MEA上發(fā)生的局部電化學(xué)反應(yīng)的示意圖；圖2是依照現(xiàn)有技術(shù)，在存在碳黑和鉑時(shí)，形成的過氧化物的量的圖表說明；圖3a是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例，第一種類型的燃料電池的示意圖；圖3b是根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)可替換的示例，第二種類型的燃料電池的示意圖；圖3c是根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)可替換的示例，第三種類型的燃料電池的示意圖；圖3d是根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)可替換的示例，第四種類型的燃料電池的示意圖；圖3e是根據(jù)本發(fā)明的第四個(gè)可替換的示例，第五種類型的燃料電池的示意圖；圖4a是根據(jù)本發(fā)明的第五個(gè)可替換的示例，第六種類型的燃料電池的示意圖；圖4b是根據(jù)本發(fā)明的第六個(gè)可替換的示例，第七種類型的燃料電池的示意圖；圖4c是根據(jù)本發(fā)明的第七個(gè)可替換的示例，第八種類型的燃料電池的示意圖；和圖4d是根據(jù)本發(fā)明的第八個(gè)可替換的示例，第九種類型的燃料電池的示意圖；實(shí)施例詳述以下優(yōu)選的描述實(shí)際上僅僅是示范性的，絕不意味著限制本發(fā)明、其應(yīng)用或者使用。
根據(jù)本發(fā)明的一般教導(dǎo)，提供了用來消除或至少減少雙極板，特別是那些包含不銹鋼的雙極板的侵蝕的發(fā)生和/或程度以及消除或減少表面覆蓋物(例如，金屬氧化物和/或有機(jī)覆蓋物(例如，氧化硅及其類似物))的降解的系統(tǒng)和方法。
作為不受限制的示例，MEA的活性區(qū)域的所有部位(例如，包含質(zhì)子導(dǎo)電元件、Pt/C催化劑、其它公知的燃料電池電催化劑(例如，Pt金屬/C)和MPL的區(qū)域)應(yīng)當(dāng)具有相鄰的流場通道，該流場通道在具有被活性地驅(qū)動(dòng)的反應(yīng)物流的陽極側(cè)和陰極側(cè)的兩個(gè)面上，例如，必須沒有類似于凹痕(通過一些雙極板設(shè)計(jì)產(chǎn)生)的不流動(dòng)區(qū)域或額外的寬的平臺(例如由平臺和通道(氣體在其流動(dòng))組成的流場)，并且在最后一個(gè)流道和雙極板周邊密封之間的MEA的周邊具有相鄰的流場通道(例如，一些常規(guī)的設(shè)計(jì)具有很寬的平臺，在平臺下面沒有被活性地驅(qū)動(dòng)的氣流)。本發(fā)明提供這種重要的金屬雙極板設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以至少減少或抗腐蝕。
如先前提到的，由于質(zhì)子傳導(dǎo)性聚合物的很強(qiáng)的酸性(pH值為0±1)，質(zhì)子傳導(dǎo)性離聚物與金屬雙極板直接接觸，無論什么情況下都加速不銹鋼腐蝕發(fā)生。因此本發(fā)明提供一種MEA，使得無論是有或者還是沒有不流動(dòng)的區(qū)域，質(zhì)子傳導(dǎo)性聚合物都不與金屬雙極板直接接觸。這些可以通過給這些區(qū)域提供不傳導(dǎo)質(zhì)子的保護(hù)膜(例如，副墊圈)而達(dá)到。這些副墊圈與質(zhì)子傳導(dǎo)性膜相比優(yōu)選具有減小的滲透性。合適的材料包括但不局限于KAPTON(例如，聚酰亞胺)、MYLAR、萘二甲酸亞乙基酯、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚偏二氟乙烯、聚酯、聚酰胺、共聚酰胺、聚酰胺彈性體、聚氨酯、聚氨酯彈性體和任何其它不傳導(dǎo)質(zhì)子的膜或覆蓋物。因此，副墊圈可以由不銹性金屬材料，例如但不局限于金和/或類似物構(gòu)成。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)根據(jù)金屬雙極板的一定區(qū)域存在的腐蝕性物質(zhì)的量改變時(shí)，可以確定得到了或多或少的金屬腐蝕。參見圖3a-e，本發(fā)明提供摻入了多種可替換的膜電極組件(MEA)副墊圈材料和設(shè)計(jì)的多種燃料電池設(shè)計(jì)，在這些設(shè)計(jì)中涉及副墊圈的幾何設(shè)置，還有其它的設(shè)置，減少了氧氣從膜的陰極側(cè)向陽極側(cè)的滲透和/或減少了氫氣從膜的陽極側(cè)向陰極側(cè)的滲透，并且優(yōu)選減少了氧氣和氫氣兩者的滲透。
除了使用與傳導(dǎo)質(zhì)子的并具有高的氧氣和/或氫氣滲透率的離聚物副墊圈相比具有低氧氣滲透率的不傳導(dǎo)的質(zhì)子的副墊圈材料外，本發(fā)明還提供了直接位于滲透性副墊圈材料之下的多孔層(例如，覆蓋在擴(kuò)散介質(zhì)上)的消除，其將減低腐蝕物質(zhì)的產(chǎn)生。
如果上述MEA特征隨同控制在其上可能發(fā)生流動(dòng)停滯的雙極板上的具有一定幾何結(jié)構(gòu)的腐蝕物質(zhì)的濃度一起被摻入，將減少腐蝕。MEA改變的另一個(gè)好處是有可能消除雙極板材料表面和PFSA離聚物隔膜材料之間的直接接觸，其中已經(jīng)確定這種直接接觸是引起金屬雙極板高腐蝕率的原因。
從上述機(jī)制中，應(yīng)用以下設(shè)計(jì)規(guī)則。
優(yōu)選的選擇是在所有不流動(dòng)的區(qū)域(例如，在典型的壓印雙極板上出現(xiàn)的凹陷區(qū)域、具有寬平臺區(qū)域的周邊區(qū)域等)中施加具有零/最小化O2和/或H2滲透性的不傳導(dǎo)質(zhì)子的副墊圈。而且，在不流動(dòng)區(qū)域中擴(kuò)散介質(zhì)不應(yīng)具有高表面面積的碳覆蓋物(例如，MPL)。這樣，不會(huì)發(fā)生O2到H2O2的電化學(xué)還原反應(yīng)。這個(gè)選擇具體地顯示在圖3a中，其在不銹鋼短堆疊體的耐久性測試中顯示出不銹鋼板不受腐蝕。
在這個(gè)示圖中，燃料電池10包括導(dǎo)電元件例如但不限于雙極板12(例如，這樣的但不限于不銹鋼的金屬)，該雙極板12具有不流動(dòng)區(qū)域14(例如，凹陷區(qū)域、活動(dòng)區(qū)域中的流動(dòng)性差的通道、自由流動(dòng)通道之間的寬平臺區(qū)域等)。提供了鄰近不流動(dòng)區(qū)域的自由流動(dòng)通道16。如果副墊圈17位于活動(dòng)的流場邊緣18和不流動(dòng)的區(qū)域邊緣19之間，則副墊圈17的幾何結(jié)構(gòu)設(shè)置是有利的。在活動(dòng)的流場邊緣18和不流動(dòng)區(qū)域邊緣19之間以任意間隔在其中設(shè)置寬平臺，條件是該寬平臺比流場中的臺面寬度一半大。優(yōu)選是，副墊圈17在不流動(dòng)區(qū)域邊緣19和活動(dòng)流場邊緣18之間，但不大于遠(yuǎn)離活動(dòng)流場邊緣18的一半臺面寬度。更優(yōu)選的是，副墊圈17延伸至多達(dá)到活動(dòng)流場邊緣18。這也適用于一些其它的示例。
擴(kuò)散介質(zhì)組件20與雙極板12相鄰。隔膜22分別被設(shè)置在一對催化劑層24、26之間，其中催化劑層24與擴(kuò)散介質(zhì)組件20相鄰。催化劑層24、26分別遠(yuǎn)離凹陷區(qū)域14。一對副墊圈層28、30分別被設(shè)置在接近凹陷區(qū)域14的隔膜22周圍。副墊圈材料可以由任何類型的不傳導(dǎo)質(zhì)子的材料組成。在這個(gè)示圖中，副墊圈由“PEN”類(例如，聚萘二甲酸亞乙基酯)構(gòu)成；然而，應(yīng)認(rèn)識到，副墊圈可以由任何如以前所描述的合適的聚合物材料構(gòu)成。
應(yīng)認(rèn)識到，副墊圈可以由不連續(xù)的層、薄膜、和/或覆蓋物等構(gòu)成。可以使用粘結(jié)材料以加強(qiáng)與任何鄰接的層和/或材料(例如，隔膜、DM等)的粘結(jié)。
例如，當(dāng)使用如N112的NAFIONPFSA作為隔膜時(shí)，在77o F/100％RH下，不傳導(dǎo)質(zhì)子的降低滲透性的副墊圈或薄膜或覆蓋物應(yīng)具有小于3500立方厘米-密耳(100平方英寸-24小時(shí)-大氣壓)的對氧氣的滲透性。優(yōu)選地，滲透性降低的副墊圈/薄膜/覆蓋物在77o F/100％RH下應(yīng)具有少于或等于200立方厘米-密耳(100平方英寸-24小時(shí)-大氣壓)的氧氣滲透性。滿足這樣滲透性的材料優(yōu)選是，例如，乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)，其在77o F/100％RH下具有184立方厘米-密耳(100平方英寸-24小時(shí)-大氣壓)的氧氣滲透性。更優(yōu)選的是，滲透性降低的副墊圈/薄膜/覆蓋物在77o F/100％RH下應(yīng)具有少于或等于25立方厘米-密耳(100平方英寸-24小時(shí)-大氣壓)的氧氣滲透性。達(dá)到最優(yōu)選的氧氣滲透性的合適的材料是，例如非限制性的示例是聚酰胺(商品名為KAPTON在77o F/100％RH下滲透性為25立方厘米-密耳(100平方英寸-24小時(shí)-大氣壓))、聚偏氟乙烯(PVDF在77o F/100％RH下滲透性為3.4立方厘米-密耳(100平方英寸-24小時(shí)-大氣壓))等。
在滲透性降低的副墊圈/薄膜/覆蓋物中對氫氣的滲透性在80℃，270kPa，100％RH下應(yīng)少于1.5×10-8ml(STP)-cm厚/(s-cm2-cmHg)；優(yōu)選在80℃，270kPa，100％RH下應(yīng)少于或等于1×10-9ml(STP)-cm厚/(s-cm2-cmHg)；更優(yōu)選的是，在80℃，270kPa，100％RH下應(yīng)少于或等于5×10-10ml(STP)-cm厚/(s-cm2-cmHg)。滿足上述氫氣滲透性的合適的材料非限制性地包括KAPTON(在80℃，270kPa，100％RH下為4.7×10-10ml(STP)-cm厚/(s-cm2-cmHg))和聚萘二甲酸亞乙基酯(PEN，在80℃，270kPa，100％RH下為2×10-10ml(STP)-cm厚/(s-cm2-cmHg))。
這個(gè)示例的變化包括具有不傳導(dǎo)質(zhì)子的副墊圈/薄膜/覆蓋物的MEA邊緣設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，其仍具有與質(zhì)子導(dǎo)電元件相似的氧氣和氫氣滲透性。因?yàn)檫@些副墊圈/薄膜/覆蓋物不提供在陽極面上穿過的氧氣發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)變?yōu)镠2O2所需的質(zhì)子，其將大幅度地減少金屬雙極板的腐蝕。
如果上述不傳導(dǎo)質(zhì)子的副墊圈不被用于不流動(dòng)區(qū)域，如果在這些區(qū)域中的擴(kuò)散介質(zhì)不具有MPL并且不具有Pt/C催化劑，則可以減少不銹鋼金屬板腐蝕。這將是事實(shí)，如果使用離聚物副墊圈并且從不流動(dòng)區(qū)域向后拉催化劑層和MPL的話，如圖3b特別示出的。這個(gè)選擇在不銹鋼雙極板測試的短堆疊體測試中顯示出最小化的腐蝕。
在這個(gè)示圖中，燃料電池100包括導(dǎo)電元件例如但不限于具有與不流動(dòng)區(qū)域相對應(yīng)的凹陷區(qū)域104的雙極板102(例如金屬，如但不限于不銹鋼)。鄰近不流動(dòng)區(qū)域提供自由流動(dòng)通道106。這個(gè)示例還包括副墊圈邊緣107、活動(dòng)流場邊緣108和不流動(dòng)區(qū)域邊緣109。擴(kuò)散介質(zhì)組件110與雙極板102相鄰。隔膜112被分別設(shè)置在一對催化劑層114、116之間，其中催化劑層114與擴(kuò)散介質(zhì)組件110相鄰。催化劑層114、116分別遠(yuǎn)離凹陷區(qū)域104。一對副墊圈層118、120分別被設(shè)置在與凹陷區(qū)域104鄰近的隔膜112周圍。在這個(gè)示圖中，副墊圈由離聚物類型的材料構(gòu)成。
如果不采用上述兩種設(shè)計(jì)選擇，如圖3c中特別示出的應(yīng)當(dāng)至少避免在整個(gè)不流動(dòng)區(qū)域上MPL。
在這個(gè)示圖中，燃料電池200包括導(dǎo)電元件，例如但不限于具有與不流動(dòng)區(qū)域相對應(yīng)的具有凹陷區(qū)域204的雙極板202(例如金屬，比如但不限于不銹鋼)。鄰近不流動(dòng)區(qū)域提供自由流動(dòng)通道206。擴(kuò)散介質(zhì)組件208與雙極板202相鄰。隔膜210分別被設(shè)置在一對催化劑層212、214之間，其中催化劑層212與擴(kuò)散介質(zhì)組件208相鄰。催化劑層212、214分別鄰近于凹陷區(qū)域204。
另外，如圖3d中特別示出的，在整個(gè)不流動(dòng)區(qū)域中具有與離聚物隔膜或副墊圈接觸的MPL，將避免導(dǎo)致對不銹鋼雙極板的主要腐蝕。
在這個(gè)示圖中，燃料電池300包括導(dǎo)電元件，例如但不限于具有與不流動(dòng)區(qū)域相對應(yīng)凹陷區(qū)域304的雙極板302(例如金屬，比如但不限于不銹鋼)。鄰近不流動(dòng)區(qū)域提供自由流動(dòng)通道306。這個(gè)示例還包括副墊圈邊緣307、活動(dòng)流場邊緣308和不流動(dòng)區(qū)域邊緣309。擴(kuò)散介質(zhì)組件310與雙極板302相鄰。隔膜312被分別設(shè)置在一對催化劑層314、316之間，其中催化劑層314與擴(kuò)散介質(zhì)組件310相鄰。催化劑層314、316分別遠(yuǎn)離凹陷區(qū)域304。一對副墊圈層318、320被分別設(shè)置在與凹陷區(qū)域304鄰近的隔膜312的周圍。此外，MPL322被設(shè)置在擴(kuò)散介質(zhì)組件310與催化劑層314/副墊圈層318之間。在這個(gè)示圖中，副墊圈由離聚物類的材料構(gòu)成。
而且，在整個(gè)不流動(dòng)區(qū)域(圖3e中特別示出的)上，隔膜和MPL之間具有Pt/C催化劑，仍然導(dǎo)致嚴(yán)重的腐蝕，盡管比不使用Pt/C催化劑的情況稍微好點(diǎn)。
在這個(gè)示圖中，燃料電池400包括導(dǎo)電元件，例如但不限于具有與不流動(dòng)區(qū)域相對應(yīng)的凹陷區(qū)域404的雙極板402(例如金屬，比如但不限于不銹鋼)。鄰近不流動(dòng)區(qū)域提供自由流動(dòng)通道406。擴(kuò)散介質(zhì)組件408與雙極板402相鄰。隔膜410被分別設(shè)置在一對催化劑層412、414之間，其中催化劑層412與擴(kuò)散介質(zhì)組件408相鄰。催化劑層412、414分別與凹陷區(qū)域404鄰近。另外，MPL416被設(shè)置在擴(kuò)散介質(zhì)組件408和催化劑層412之間。
總之，通過使用非滲透性的副墊圈的手段不流動(dòng)區(qū)域應(yīng)是不含有穿越的氧氣的或者不應(yīng)具有任何從O2催化形成H2O2的物質(zhì)(例如，高表面面積的碳)、通過O2和/或H2中的一種的滲入而產(chǎn)生HF的物質(zhì)，或者應(yīng)當(dāng)具有不傳導(dǎo)質(zhì)子的副墊圈。這基于在陽極上O2反應(yīng)形成H2O2的原理(例如，相對于可逆氫參考電勢0-0.2V的低電極電勢)，其可以寫作(如圖1記載的)。另外，O2滲透到陽極側(cè)可以產(chǎn)生HF，其經(jīng)由以下反應(yīng)(如圖1記載的)。而且，H2經(jīng)由以下反應(yīng)滲透到陰極側(cè)也可以產(chǎn)生HF()(如圖1記載的)。本發(fā)明消除或者至少減少這些腐蝕性物質(zhì)的形成。
這個(gè)反應(yīng)表示在催化活性表面(例如，高表面面積的碳)上如果同時(shí)存在O2和H+，僅可以形成H2O2。如果副墊圈可以阻止O2滲透和/或傳導(dǎo)H+，或者如果從不流動(dòng)區(qū)域(例如，MPL，或較小程度的Pt/C)省略催化活性物質(zhì)，將可以發(fā)現(xiàn)不形成H2O2并且沒有或較少的不銹鋼腐蝕。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，如果不在允許由通常燃料電池運(yùn)行產(chǎn)生的水和/或其它反應(yīng)產(chǎn)物停滯的特征存在下來設(shè)計(jì)雙極板，那么將減少或消除對雙極板的腐蝕。如果這些特征對燃料電池運(yùn)行是必需的，那么它們的例如相對于副墊圈、多孔層和MEA催化劑的位置應(yīng)允許與鉑催化劑或副墊圈材料同處于同一位置，其中副墊圈材料具有低的對氧氣或/或氫氣的滲透性，其將限制過氧化物和/或HF產(chǎn)生。因此，也可以消除和/或減少對覆蓋物的腐蝕。這些類型的燃料電池的各種組件可以由多種在此描述的材料構(gòu)成。而且，這些組件的特征和性能可以是與先前在此描述的組件相似的或同樣的。在圖4a中示出了本發(fā)明的這個(gè)特殊方面的示例。
在這個(gè)示圖中，燃料電池500包括導(dǎo)電元件，例如但不限于具有活動(dòng)區(qū)域流場504的雙極板502(例如金屬，比如但不限于不銹鋼)。流場分別包括至少兩個(gè)各自自由流動(dòng)的通道506、508，在這些通道之間具有平臺區(qū)域510。另一個(gè)平臺區(qū)域512位于最后的自由流動(dòng)通道508之后。平臺區(qū)域512的寬度/長度/間距應(yīng)該比最后一個(gè)自由流道508的寬度/長度/間距小，優(yōu)選為不大于后者的一半。更優(yōu)選的是，平臺區(qū)域512的寬度/長度/間距接近于零。在此交替地使用的術(shù)語“寬度”、“長度”和“間距”意味著包含任何有關(guān)從一點(diǎn)到第二間隔點(diǎn)的的尺寸的相對比較，而不管方向或定位怎么樣。
擴(kuò)散介質(zhì)組件514與雙極板502相鄰。隔膜516被分別置于一對催化劑層518、520之間，其中催化劑層518與擴(kuò)散介質(zhì)組件514相鄰。催化劑層518、520分別被設(shè)置在活動(dòng)區(qū)域流場504上。一對副墊圈層522、524分別被設(shè)置在鄰近平臺區(qū)域512的隔膜516周圍。副墊圈材料可以包含任何類型的如先前所述的不傳導(dǎo)質(zhì)子的材料。還示出了任選的密封元件526。
如果副墊圈邊緣528位于最后一個(gè)自由流動(dòng)通道508和平臺區(qū)域512之間，則副墊圈邊緣528的幾何結(jié)構(gòu)是有利的。
在圖4b中示出了本發(fā)明的特殊方面的另一個(gè)實(shí)施例的示例。
在這個(gè)示圖中，燃料電池600包括導(dǎo)電元件，例如但不限于具有活動(dòng)區(qū)域流場604的雙極板602(例如金屬，比如但不限于不銹鋼)。流場分別包括至少兩個(gè)各自的自由流動(dòng)的通道606、608，在這些通道之間具有平臺區(qū)域610。另一個(gè)平臺區(qū)域612位于最后的自由流動(dòng)通道608之后。平臺區(qū)域612的寬度/長度/間距應(yīng)該比最后一個(gè)自由流道608的寬度/長度/間距小，優(yōu)選為不大于后者的一半。更優(yōu)選的是，平臺區(qū)域612的寬度/長度/間距接近于零。
擴(kuò)散介質(zhì)組件614與雙極板602相鄰。隔膜616被分別置于一對催化劑層618、620之間，其中催化劑層618與擴(kuò)散介質(zhì)組件614相鄰。催化劑層618、620分別被設(shè)置在活動(dòng)區(qū)域流場604上。一對副墊圈層622、624分別被設(shè)置在鄰近平臺區(qū)域612邊緣的隔膜616周圍，即沒有一個(gè)副墊圈層622、624分別與相應(yīng)于平臺區(qū)域612的區(qū)域重疊。副墊圈材料可以由任何類型的如先前所述的不傳導(dǎo)質(zhì)子的材料構(gòu)成。還示出了任選的密封元件626。
如果副墊圈邊緣628位于平臺區(qū)域612的邊緣部分之外，則副墊圈邊緣628的幾何結(jié)構(gòu)是有利的。
在圖4c中示出了本發(fā)明的特殊方面的另一個(gè)實(shí)施方式的示例。然而，具有鄰近或與離聚物隔膜或副墊圈接觸的MPL可以導(dǎo)致不銹鋼板的嚴(yán)重腐蝕，應(yīng)當(dāng)避免其發(fā)生。
在這個(gè)示圖中，燃料電池700包括導(dǎo)電元件，例如但不限于具有活動(dòng)區(qū)域流場704的雙極板702(例如金屬，比如但不限于不銹鋼)。流場分別包括至少兩個(gè)自由流動(dòng)的通道706、708，在這些通道之間具有平臺區(qū)域710。另一個(gè)平臺區(qū)域712位于最后的自由流動(dòng)通道708之后。平臺區(qū)域712的寬度/長度/間距應(yīng)比該最后一個(gè)自由流道708的寬度/長度/間距小，優(yōu)選為不大于后者的一半。更優(yōu)選的是，平臺區(qū)域712的寬度/長度/間距接近于零。
擴(kuò)散介質(zhì)組件714與雙極板702相鄰。隔膜716被分別置于一對催化劑層718、720之間，其中催化劑層718與擴(kuò)散介質(zhì)組件714相鄰。催化劑層718、720分別被設(shè)置在活動(dòng)區(qū)域流場704以及平臺區(qū)域712上。另外，MPL722被設(shè)置在擴(kuò)散介質(zhì)組件714和催化劑層718之間。一對副墊圈層724、726分別被設(shè)置在鄰近平臺區(qū)域712的邊緣部分的隔膜716周圍，即沒有一個(gè)副墊圈層724、726分別與相應(yīng)于平臺區(qū)域712的區(qū)域重疊。副墊圈材料可以由任何類型的如先前所述的不傳導(dǎo)質(zhì)子的材料構(gòu)成。還示出了任選的密封元件728。
如果副墊圈邊緣730至少部分地位于平臺區(qū)域712內(nèi)并且至少部分地與MPL722重疊，則副墊圈邊緣730的幾何結(jié)構(gòu)是有利的。
圖4d示出了本發(fā)明的這個(gè)特殊方面的另一個(gè)實(shí)施方式的示例。然而，具有與離聚物隔膜或副墊圈接觸的MPL，可以導(dǎo)致對不銹鋼的嚴(yán)重腐蝕，其應(yīng)當(dāng)被避免。
在這個(gè)示圖中，燃料電池800包括導(dǎo)電元件，例如但不限于具有活動(dòng)區(qū)域流場804的雙極板802(例如金屬，比如但不限于不銹鋼)。流場包括至少兩個(gè)獨(dú)立的自由流動(dòng)的通道806、808，在這些通道之間具有平臺區(qū)域810。另一個(gè)平臺區(qū)域812位于最后的自由流動(dòng)通道808之后。平臺區(qū)域812的寬度/長度/間距應(yīng)比最后一個(gè)自由流道808的寬度/長度/間距小，優(yōu)選為不大于后者的一半。更優(yōu)選的是，平臺區(qū)域812的寬度/長度/間距接近于零。
擴(kuò)散介質(zhì)組件814與雙極板802相鄰。隔膜816被分別置于一對催化劑層818、820之間，其中催化劑層818與擴(kuò)散介質(zhì)組件814相鄰。催化劑層818、820分別被設(shè)置在活動(dòng)區(qū)域流場804以及平臺區(qū)域812上。另外，MPL822被設(shè)置在擴(kuò)散介質(zhì)組件814和催化劑層818之間。一對副墊圈層824、826被分別設(shè)置在鄰近平臺區(qū)域812的隔膜816上，即副墊圈層824、826分別與MPL822重疊并接觸。副墊圈材料可以由任何類型的如先前所述的不傳導(dǎo)質(zhì)子的材料構(gòu)成。還示出了任選的密封元件828。
如果副墊圈邊緣830至少部分地位于平臺區(qū)域812內(nèi)并且至少部分地與MPL822重疊，則副墊圈邊緣830的幾何結(jié)構(gòu)是有利的。
應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，可以以任何數(shù)目的組合相互結(jié)合使用多種前面描述的示例的任何特征和特性。
本發(fā)明的描述實(shí)際上僅僅是示例，因此，可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)，在不脫離本發(fā)明的要點(diǎn)下變更。不會(huì)認(rèn)為這樣的變更脫離了本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種燃料電池，包括具有不流動(dòng)區(qū)域的導(dǎo)電元件；與所述的導(dǎo)電元件相鄰的擴(kuò)散介質(zhì)層；隔膜層；與所述的隔膜層相鄰的至少一個(gè)催化劑層，其中該至少一個(gè)催化劑層與所述的擴(kuò)散介質(zhì)層相鄰，其中該至少一個(gè)催化劑層遠(yuǎn)離所述的不流動(dòng)區(qū)域；與所述的隔膜層相鄰的至少一個(gè)副墊圈層，其中所述的至少一個(gè)副墊圈層與所述的擴(kuò)散介質(zhì)層相鄰，其中所述的至少一個(gè)副墊圈層接近所述的不流動(dòng)區(qū)域，其中所述的至少一個(gè)催化劑層和所述的至少一個(gè)副墊圈層彼此遠(yuǎn)離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的燃料電池，其中所述的導(dǎo)電元件是雙極板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的燃料電池，其中所述的導(dǎo)電元件由金屬材料構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的燃料電池，其中所述的導(dǎo)電元件由不銹鋼構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的燃料電池，其中所述的副墊圈層由不導(dǎo)電的材料構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的燃料電池，其中所述的副墊圈層由不傳導(dǎo)質(zhì)子的材料構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的燃料電池，其中所述的副墊圈層由具有實(shí)際上低的氧氣滲透性的材料構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的燃料電池，其中所述的副墊圈層由具有實(shí)質(zhì)上低的氫氣滲透性的材料構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的燃料電池，其中所述的副墊圈層由選自聚合物材料、不銹金屬材料及其組合的材料構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的燃料電池，還包括一對催化劑層。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的燃料電池，還包括一對副墊圈層。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的燃料電池，其中所述的不流動(dòng)區(qū)域包括選自在所述的導(dǎo)電元件上形成的凹陷區(qū)域、位于膜電極組件的周邊處的寬平臺及其組合的區(qū)域。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的燃料電池，還包括設(shè)置在所述的擴(kuò)散介質(zhì)層與所述的催化劑層和所述的副墊圈層中的至少一個(gè)之間的多孔層。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的燃料電池，其中所述的導(dǎo)電元件不與所述的隔膜層接觸。
15.一種燃料電池，包括具有不流動(dòng)區(qū)域的導(dǎo)電元件；與所述的導(dǎo)電元件相鄰的擴(kuò)散介質(zhì)層；隔膜層；設(shè)置在所述隔膜層的周圍的一對催化劑層，其中所述催化劑層中的一個(gè)與所述的擴(kuò)散介質(zhì)層相鄰，其中這一對催化劑層遠(yuǎn)離所述的不流動(dòng)區(qū)域；和設(shè)置在所述隔膜層的周圍的一對副墊圈層，其中所述副墊圈層中的一個(gè)與所述的擴(kuò)散介質(zhì)層相鄰，其中這一對副墊圈層接近不流動(dòng)區(qū)域，其中所述的一對催化劑層和所述的一對副墊圈層彼此遠(yuǎn)離。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的燃料電池，其中所述的導(dǎo)電元件是雙極板。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的燃料電池，其中所述的導(dǎo)電元件由金屬材料構(gòu)成。
18.根據(jù)權(quán)利要求15的燃料電池，其中所述的導(dǎo)電元件由不銹鋼構(gòu)成。
19.根據(jù)權(quán)利要求15的燃料電池，其中所述的副墊圈層由不導(dǎo)電的材料構(gòu)成。
20.根據(jù)權(quán)利要求15的燃料電池，其中所述的副墊圈層由不傳導(dǎo)質(zhì)子的材料構(gòu)成。
21.根據(jù)權(quán)利要求15的燃料電池，其中所述的副墊圈層由具有實(shí)質(zhì)上低的氧氣滲透性的材料構(gòu)成。
22.根據(jù)權(quán)利要求15的燃料電池，其中所述的副墊圈層由具有實(shí)質(zhì)上低的氫氣滲透性的材料構(gòu)成。
23.根據(jù)權(quán)利要求15的燃料電池，其中所述的副墊圈層由選自聚合物材料、不銹金屬材料及其組合的材料組成。
24.根據(jù)權(quán)利要求15的燃料電池，其中所述的不流動(dòng)區(qū)域包括選自在導(dǎo)電元件上形成的凹陷區(qū)域、位于膜電極組件的周邊處的寬平臺及其組合的區(qū)域。
25.根據(jù)權(quán)利要求15的燃料電池，還包括設(shè)置在所述的擴(kuò)散介質(zhì)層與所述的催化劑層和所述的副墊圈層中的至少一個(gè)之間的多孔層。
26.根據(jù)權(quán)利要求15的燃料電池，其中所述的導(dǎo)電元件不與所述的隔膜層接觸。
27.一種燃料電池，包括導(dǎo)電元件，它具有在其中形成的第一和第二自由流動(dòng)通道，并且第一和第二平臺區(qū)域被形成在所述的第二自由流動(dòng)通道周圍，其中所述的導(dǎo)電元件基本上不含有不流動(dòng)區(qū)域；與所述的導(dǎo)電元件相鄰的擴(kuò)散介質(zhì)層，擴(kuò)散介質(zhì)層的一部分與所述的第二平臺區(qū)域重疊；隔膜層；與所述的隔膜層相鄰的至少一個(gè)催化劑層，其中該至少一個(gè)催化劑層與所述的擴(kuò)散介質(zhì)層相鄰，其中該至少一個(gè)催化劑層遠(yuǎn)離所述的不流動(dòng)區(qū)域；和與所述的隔膜層相鄰的至少一個(gè)副墊圈層，其中該至少一個(gè)副墊圈層鄰接并至少部分地與鄰近所述的第二平臺區(qū)域的所述擴(kuò)散介質(zhì)層重疊，其中所述的至少一個(gè)催化劑層和所述的至少一個(gè)副墊圈層彼此遠(yuǎn)離。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的燃料電池，其中所述的導(dǎo)電元件是雙極板。
29.根據(jù)權(quán)利要求27的燃料電池，其中所述的導(dǎo)電元件由金屬材料構(gòu)成。
30.根據(jù)權(quán)利要求27的燃料電池，其中所述的導(dǎo)電元件由不銹鋼構(gòu)成。
31.根據(jù)權(quán)利要求27的燃料電池，其中所述的副墊圈層由不導(dǎo)電的材料構(gòu)成。
32.根據(jù)權(quán)利要求27的燃料電池，其中所述的副墊圈層由不傳導(dǎo)質(zhì)子的材料構(gòu)成。
33.根據(jù)權(quán)利要求27的燃料電池，其中所述的副墊圈層由具有實(shí)質(zhì)上低的氧氣滲透性的材料構(gòu)成。
34.根據(jù)權(quán)利要求27的燃料電池，其中所述的副墊圈層由具有實(shí)質(zhì)上低的氫氣滲透性的材料構(gòu)成。
35.根據(jù)權(quán)利要求27的燃料電池，其中所述的副墊圈層由選自聚合物材料、不銹金屬材料及其組合的材料構(gòu)成。
36.根據(jù)權(quán)利要求27的燃料電池，還包括一對催化劑層。
37.根據(jù)權(quán)利要求27的燃料電池，還包括一對副墊圈層。
38.根據(jù)權(quán)利要求27的燃料電池，還包括設(shè)置在所述的擴(kuò)散介質(zhì)層與所述的催化劑層和所述的副墊圈層中的至少一個(gè)之間的多孔層。
39.根據(jù)權(quán)利要求27的燃料電池，其中所述的導(dǎo)電元件不與所述的隔膜層接觸。
40.根據(jù)權(quán)利要求27的燃料電池，其中所述的第一或第二平臺區(qū)域的間隔小于所述的第二自由流動(dòng)通道的間隔。
41.根據(jù)權(quán)利要求27的燃料電池，其中所述的第一或第二平臺區(qū)域的間隔不大于所述的第二自由流動(dòng)通道間隔的一半。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種燃料電池，其至少部分地抗腐蝕，包括使用由至少部分地抗腐蝕的材料構(gòu)成的組件。該燃料電池包括副墊圈材料和設(shè)計(jì)，涉及副墊圈的幾何設(shè)置，這種設(shè)置減少了氧氣從隔膜的陰極滲透到陽極側(cè)和/或氫氣從隔膜的陽極滲透到陰極側(cè)。除了與傳導(dǎo)質(zhì)子的并具有高O
文檔編號H01M4/86GK1976104SQ200610147009
公開日2007年6月6日 申請日期2006年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月15日
發(fā)明者M·K·布丁斯基, B·K·布拉蒂, H·A·加斯泰格, K·E·紐曼 申請人:通用汽車環(huán)球科技動(dòng)作公司