燃料电池专利检索-燃料电池电化学发生器电池与电池专利检索查询-专利查询网

积极推动地理标志专门立法

2022-03-10 地理标志，立法，知识产权
保护知识产权是对创新最大的激励

2022-03-10 保护知识产权，创新，激励
谢商华：加快制定知识产权基本法

2022-03-10 知识产权基本法
擦亮“双奥之城”品牌

2022-03-10 双奥，知识产权
让冰雪运动“热”力全开

2022-03-10 冰雪运动，知识产权
携手共奋进　走好强国路

2022-03-10 强国，知识产权
坚持创新引领　方能稳中求进

2022-03-10 创新，稳中求进，知识产权
答好“两张卷” 奋进新征程

2022-03-10 知识产权
专家解读政府工作报告中的创新和知识产权相关部署

2022-03-10 政府工作报告，创新，知识产权
今年政府工作报告指出：加强知识产权保护和运用

2022-03-10 政府工作报告，知识产权保护

燃料电池

阅读：201发布：2021-02-23

IPRDB可以提供燃料电池专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种燃料电池,包括一个外壳、至少一个在其两侧被催化剂层(5)覆盖的质子传导性层(1)、磁触到催化剂层(5)且在第一层两侧的可导气电极(2)、和呈导电板的形式的第二层(3),它们与电极(2)紧密相邻地呈导电性接触,与电极(2)一起限定出导气的通道,且一层(1,3)通过一个实质上的平面与另一层(3,1)相接触。电极(2)由至少一层电导性聚合物纤维制成,该纤维被流动通道交截,该流动通道在至少一个方向上平行于其表面延伸。，下面是燃料电池专利的具体信息内容。

权利要求

1．燃料电池，包括一个外壳、至少一个质子导通性的第一层(1)，在层(1)的两个侧面覆盖以催化剂层(5)、碰触到催化剂层(5)且在第一层(1)两个侧面的可导气的电极(2)、构造成导电性板形式的第二层(3)，导电性板以密切相邻的距离与电极(2)作导电性接触并与电极(2)共同限定出气体通道(4)，其中一个层(1,3)通过一个实际上的平面与另一个层(3,1)相接触，其特征在于，电极 (2)由至少一个层状物构成，该层状物由聚合物材料组成的导电性纤维构成，它在至少一个方向上被平行于其表面延伸的流动通道交截。

2．按权利要求1的燃料电池，其特征在于，层状物由无纺织物、织物或针织品构成。

3．按权利要求1或2的燃料电池，其特征在于，纤维的纤度为 10至50dtex。

4．按权利要求1至3之一的燃料电池，其中的层状物由聚合物纤维构成，其特征在于，该层状物在厚度为2-6mm的情况下具有的平面重量为50-250g/m2。

5．按权利要求1至4之一的燃料电池，其特征在于，该层状物由多层构成，且在两层具有较大厚度的盖层之间包括了至少一个敞开的结构化的支撑层。

6．按权利要求5的燃料电池，其特征在于，形成支撑层的纤维基本上垂直于盖层延伸的方向排列。

7．按权利要求6的燃料电池，其特征在于，纤维沿通道限定出的巷道排布。

8．按权利要求1-7之一的燃料电池，其特征在于，其中层状物含有由碳化的聚丙烯腈组成的纤维、金属和/或沥青。

说明书全文

技术领域

本发明涉及燃料电池，它包含一个外壳、至少一个质子传导性的第一层，该层的两侧被催化剂涂层覆盖、碰触到催化剂层且在第一层两侧的可导气的电极、呈导电板形式的第二层，它与电极以密切相邻的距离作电导性地接触且与电极共同限定出导气的通道，其中一层与另一层以基本上平整的表面接触。

现有技术

这样一种燃料电池由“科学领域(Spektrum der Wissenschaft)”, 1995年7月，第98页中已知。其中通道模制成在双极板中的相互平行地延伸。其制备相应地耗费且昂贵。该已知燃料电池的高的重量/功率比是不令人满意的。

在燃料电池中，要考虑在氢与氧反应中离子通路和电路的分离，以便由化学能直接地获得电能。

不同类型的燃料电池的性能和作用方式已由K.-D.Kreuer和J. Maier描述在“科学领域”(1995年7月)，92-96页中。

在燃料电池中使用的电极必须是良好导电的(电阻约0.1Ωcm-1)。此外它不能妨碍化学反应。它还必须与电解质和催化剂相适应且是化学和物理惰性的，即它在阴极的强氧化性条件下和在阳极的强还原性条件下不产生不希望的化合物。

为了将多个单一的电池连接成电池组，在第一和第二层之间排布的电极必须具有足够的力学负荷能力。此外，材料-和工艺费用、寿命和环境相容性也成为重要的因素。

发明描述

本发明的目的是制备一种开头所说的燃料电池，它是技术上简单的和制备费用上便宜的。

按照本发明，该目的可通过开头所说类型的、具有权利要求1所述特征的燃料电池来达到。在从属权利要求中规定了有利的实施方案。

按本发明的燃料电池有如下设计，其电极由至少一个层状物构成，该层状物由聚合物材料的碳化纤维形成，它被在至少一个方向上沿平行于其表面延伸的流动通道交截。

碳化纤维在一侧接触着催化剂层，而另一侧导电性板以与它邻近的距离-它一方面导致在规定的应用中能很好地将释放出的电子导走，且另一方面将第一层和第二层很好地相互机械夹持。第一层和第二层的厚度可相应地降低，其结果是，与现有技术已知的燃料电池相比，它有明显改善的重量/功率比。一个由此产生的结果是，降低了每个功率单位所需的体积。对于节省下来的空间，可以安排更多的燃料电池，这更适用于在Kfz-领域中的应用，且可相应地改进可提供的总功率。

从结构的角度看，按本发明的燃料电池具有优点，因为现已不需要使用麻烦的方法来产生导气通道且随后以复杂的方式来密封：在按本发明的电池中可以以一种很简单的办法同样也能产生所有的层，这明显地简化了电池的制备和密封，且带来了另外的优点，第一层几乎全部可导通质子，且第二层全部可导通电子。

当产生电极的层状物是由一种无纺材料、织物或针织品形成的时，已证明是有利的。这种纤维应当具有的纤度为10-50dtex，优选为15-35dtex。适用的是，在其厚度为1-6mm的情况下，这种层状物总体的平面重量为50-250g/m2。

这样的层状物可以构造成类似于波纹纸板的多层结构，在两个较厚的盖层之间至少有一个安排在中间的、敞开的结构化的支撑层，以便以最佳的方式满足不同的目的：其一为，它产生对质子导通性的第一层的最佳支撑，这使得以密切相邻的距离的接触变得有意义；其二是，使在具体的应用中产生出的电子能经过导电板很好地导走；其三是，在避免压力损失的前提下，能保证第一层与在具体应用中所需的操作(驱动)气体有很好的碰撞，这要求电极在平行于其表面的方向上有良好的导电能力。特别地，一种构造-其中形成支撑层的纤维基本上垂直于盖层延伸的方向排布-将以特别好的方式达到这个目的。它们还可沿着通道限定出的巷道排布，且例如通过链式线圈的隙缝或通过分别产生的螺旋圈而形成，它嵌入两盖层之间的中间空间且必要时与之相联结。形成电极的纤维优选由导电性的聚合物材料、例如碳化聚丙烯腈或沥青组成。使用金属也是可能的。该纤维在盖层范围内的直径可以比在支撑层范围内的直径要小些，以便在尽可能少地妨碍导电能力的情况下获得最佳的电子通路。

以下结合附图对本发明作进一步说明。

附图中展示了一个燃料电池的从上往下看的直立视图，其中为了改善直观效果而省去了外壳。该燃料电池包括一个质子导通性的第一层1，它的两侧被催化剂层5覆盖。在催化剂层5朝外的表面上，附着了透气性的电极2，电极2结合在导电性板形式的、与催化剂层5 相避开的第二层3上。

第一层可总体上由一种质子导通性的聚合物材料组成，也可由一种多孔性箔膜、一种织物或针织物或由短纤维或连续纤维 (Endlosfasern)形成的无纺织物组成，它充以最多至饱和的全氟化的离子交联聚合物，其中离子交联聚合物可以是一种带有磺化的全氟乙烯基醚侧链的聚四氟乙烯。作为替代方案建议的是，将微纤维无纺织物用1-5摩尔硫酸水溶液或用浓磷酸沉渍。其它可能性是，使用水合的磷酸锆或磷酸二氢铵浸渍。

由于厚度下降，第一层使得燃料电池的效率得到改善。从这个角度看，证明有利的作法是，第一层中含有的无纺织物由微纤维、纤维膜(Filmfibrillen)或微长丝组成。同样可能的是使用多孔箔膜。尤其是PTFE和聚砜已证明可用作该材料。

在使用一种微纤维-无纺织物作为质子导体时可以作以下安排，将这些材料用一种电解质浸渍直至饱和；其中微纤维-无纺织物在至多+200℃、及在氧化性和还原性条件下对电解质要呈化学惰性，且其中微纤维-无纺织物的平面重量为20-200g/m2；其中无纺织物厚度最多为1mm，且孔体积为65-92％。

微纤维-无纺织物的平均孔径应为20nm-10μm。

第二层3也有平面的构形，它由薄铁板(Blechplatten)制成。

在第一层两侧面覆盖上的催化剂层5和形成第二层3的薄铁板之间安排有电极2，它通常通过一种层状物形成，该层状物由碳化的聚丙烯腈纤维制成，该纤维被流动通道4交截，该通道4在多个方向上平行于表面延伸。这些层状物由无纺织物构成，该无纺织物由其纤度为35dtex的碳化聚丙烯腈纤维构成。层状物的厚度为4mm，平面重量为180g/m2。该两层状物是呈多层构造的，并在两个有较高密度的盖层之间各有一个敞开的结构化的支撑层，它的纤维基本上是与覆盖层垂直地延伸排列。在具体应用中，导通来的操作气体可通过通道并避免明显的压力降。在横截于流动方向伸出的纤维仍然对操作气体产生一种显著的涡动，借此未使用过的气体部分总是不断更新地到达并接触到第一层1或在层1上覆盖的催化剂层5。这一点对产生很高的能量产率很有利。

在两个层状物之间含有的层呈不可分开地结合，这使其弯挠变得容易。类似于第一层1和第三层3，将层状物作平面安排并将它安置于第一层1和第三层3之间的中间空间中，它使层1和层3两层之间产生导电性联结。将所有各层装入包容性的、在图中没有示出的外壳时必须这样进行，以使在具体应用过程中通过各个层状物而流过的反应气体6,7仅在反应之后可穿过由质子导通性的聚合物材料制成的层 1，到达催化剂表面并相互发生作用，它不是经过直接的途径到达的。为此目的，第一层1和第三层3可在椭圆形边缘线范围内在各个方向上与电极2侧面搭接，边缘线把住外壳的密封条，并以这种方式密封。从构造角度讲，在费用较低的同时，还排除了下述情况：操作气6,7 绕过第一层1而直接地相互接触并进行反应。从安全技术的角度看，这种安排是很具优点的。

按本发明的燃料电池的特点在于，在构造简单、制造费用便宜的同时还有特别好的操作安全性和适宜的功率/重量比。它用于Kfz-工业时具有很多的优点。

标题	发布/更新时间	阅读量
燃料电池-专利编号CN101485020B	2020-05-11	281
燃料电池-专利编号CN103081197A	2020-05-11	845
燃料电池堆-专利编号CN101557007B	2020-05-13	507
燃料电池堆-专利编号CN101557007A	2020-05-13	613
燃料电池-专利编号CN101485020A	2020-05-12	595
燃料电池-专利编号CN107565154A8	2020-05-11	876
燃料电池-专利编号CN107565154A	2020-05-11	341
燃料电池堆-专利编号CN101841052A	2020-05-12	865
燃料电池系统-专利编号CN107646152A	2020-05-13	480
燃料电池-专利编号CN207459078U	2020-05-12	963

燃料电池

技术领域

IPRDB

热门服务

关于我们

友情链接

联系方式