專利名稱：混合反應(yīng)物燃料電池的膜電極組件及包括它的混合反應(yīng)物燃料電池系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于混合反應(yīng)物燃料電池的膜電極組件，及包括該膜電極組件的混合反應(yīng)物燃料電池系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
燃料電池是通過氧化劑與諸如甲醇、乙醇或天然氣等烴基材料中的氫的電化學(xué)氧化還原反應(yīng)生產(chǎn)電能的發(fā)電系統(tǒng)。
有代表性的燃料電池包括聚合物電解質(zhì)膜燃料電池(PEMFC)和直接氧化燃料電池(DOFC)。DOFC包括使用甲醇作為燃料的直接甲醇燃料電池。
PEMFC提供較高的能量密度，但其需要?dú)?或富氫)氣體的仔細(xì)處理和附件，例如用于重整甲烷或甲醇、天然氣等以產(chǎn)生用作PEMFC的燃料的氫(或富氫)氣體的燃料重整處理器。
與PEMFC相比，DOFC提供較低的能量密度。然而，DOFC的優(yōu)點(diǎn)包括燃料的容易處理，因其工作溫度低而導(dǎo)致的可在室溫下工作，及不需要額外的燃料重整處理器。
在上述燃料電池系統(tǒng)中，發(fā)電的電池堆包括幾個(gè)到幾十個(gè)以多層形式堆疊的單元電池，而每個(gè)單元電池由膜電極組件(MEA)和隔板(也稱為雙極板)構(gòu)成。膜電極組件具有陽極(也稱為燃料電極或氧化電極)和陰極(也稱為空氣電極或還原電極)，兩者與布置于其間的聚合物電解質(zhì)膜彼此附著。聚合物電解質(zhì)膜包括質(zhì)子傳導(dǎo)聚合物。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的各個(gè)方面分別提供用于混合反應(yīng)物燃料電池的能夠平穩(wěn)均勻地向催化劑層提供燃料和氧化劑的膜電極組件，及包括該膜電極組件的混合反應(yīng)物燃料電池系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，用于混合反應(yīng)物燃料電池的膜電極組件包括聚合物電解質(zhì)膜；陽極催化劑層和陰極催化劑層；布置在陽極催化劑層和陰極催化劑層之間的聚合物電解質(zhì)膜；布置在陽極催化劑層或陰極催化劑層中至少一個(gè)上的電極基底；以及穿透聚合物電解質(zhì)膜、陽極催化劑層、陰極催化劑層和電極基底且適于供應(yīng)氧化劑的氧化劑供應(yīng)通道。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案，混合反應(yīng)物燃料電池系統(tǒng)包括包括至少一個(gè)膜電極組件的電池堆；所述膜電極組件包括陽極催化劑層和陰極催化劑層，布置在陽極催化劑層和陰極催化劑層之間的聚合物電解質(zhì)膜，布置在陽極催化劑層或陰極催化劑層中至少一個(gè)上的電極基底，及穿透聚合物電解質(zhì)膜、陽極催化劑層、陰極催化劑層和電極基底且適于供應(yīng)氧化劑的氧化劑供應(yīng)通道；以及用于為電池堆供應(yīng)燃料的燃料供應(yīng)器。


附圖和說明一起闡述本發(fā)明的示例性實(shí)施方案，并且與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。
圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案之一的用于混合反應(yīng)物燃料電池的膜電極組件的透視圖。
圖2示意性地圖示了圖1的膜電極組件的電池堆中燃料和氧化劑的流動(dòng)。
圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的混合反應(yīng)物燃料電池系統(tǒng)的透視圖。
具體實(shí)施例方式
在下面的詳細(xì)說明中，僅以說明的方式給出和描述了本發(fā)明的某些示例性實(shí)施方案。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員認(rèn)識到的，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍的情況下，可以不同方式修改所述的示例性實(shí)施方案。因此，附圖和說明書應(yīng)當(dāng)視為解釋性而非限制性的。
在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供用于混合反應(yīng)物燃料電池的膜電極組件。更詳細(xì)地，在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供用于不用泵提供氧化劑的被動(dòng)式(passive type)燃料電池或空氣呼吸型(air-breathing type)燃料電池的膜電極組件。由于被動(dòng)式燃料電池適于采用烴燃料的直接氧化，所以本發(fā)明實(shí)施方案之一的膜電極組件用于被動(dòng)式的直接氧化混合反應(yīng)物燃料電池。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案之一的混合反應(yīng)物燃料電池包括在陽極催化劑層選擇性活化燃料的氧化反應(yīng)的催化劑，及在陰極催化劑層選擇性活化氧化劑的還原反應(yīng)的另一種催化劑。因此，當(dāng)將燃料和氧化劑的混合物注入到陽極催化劑層和陰極催化劑層時(shí)，僅在陽極催化劑層發(fā)生燃料的氧化反應(yīng)，并僅在陰極催化劑層發(fā)生氧化劑的還原反應(yīng)。
本發(fā)明實(shí)施方案之一中的混合反應(yīng)物燃料電池不注入燃料和氧化劑的混合物，而是單獨(dú)或分別地(例如在交叉方向)注入燃料和氧化劑，使得燃料和氧化劑在電池堆中混合。
作為示例，本發(fā)明實(shí)施方案之一中的混合反應(yīng)物燃料電池不需要隔板，在常規(guī)燃料電池中需要使用隔板以隔離每個(gè)膜電極組件。而且，根據(jù)所描述的實(shí)施方案的燃料電池不需要考慮燃料的滲透(cross-over)。因此，本發(fā)明實(shí)施方案之一中的混合反應(yīng)物燃料電池能夠明顯降低燃料電池的制造費(fèi)用，還能夠減小燃料電池的尺寸。再者，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，通過形成氧化劑供應(yīng)通道注入燃料和氧化劑的混合物，可以解決常規(guī)混合反應(yīng)物燃料電池中因不存在隔板而引起的與提供反應(yīng)物和空氣相伴隨的問題。
美國專利公布2003/0165727公開了一種利用多孔電極傳送燃料和氧化劑的混合反應(yīng)物燃料電池。然而，由于美國專利公布2003/0165727中公開的結(jié)構(gòu)采用泵注入燃料和氧化劑，所以燃料電池的體積大，難于將這樣的電池用于便攜設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案之一的用于混合反應(yīng)物燃料電池的膜電極組件包括陽極催化劑層和陰極催化劑層；布置在陽極催化劑層和陰極催化劑層之間的聚合物電解質(zhì)膜；布置在陽極催化劑層或陰極催化劑層中至少一個(gè)的表面上的電極基底；通過穿透聚合物電解質(zhì)膜、陽極催化劑層、陰極催化劑層和電極基底而形成的用于提供氧化劑的氧化劑供應(yīng)通道；由于氧化劑供應(yīng)通道穿透聚合物電解質(zhì)膜、陽極催化劑層、陰極催化劑層和電極基底，所以其在膜電極組件最外面的表面具有開口端。通過聚合物電解質(zhì)膜以及陽極催化劑層和陰極催化劑層的孔隙，注入到氧化劑供應(yīng)通道的氧化劑在整個(gè)膜電極組件中傳播。
氧化劑供應(yīng)通道僅用于供應(yīng)氧化劑，無需形成直的通道。在一個(gè)實(shí)施方案中，為了易于制備，氧化劑供應(yīng)通道形成基本上是直的通道。而且，對氧化劑供應(yīng)通道的取向沒有具體的限制。在一個(gè)實(shí)施方案中，膜電極組件的氧化劑供應(yīng)通道以沿某個(gè)方向延伸的形式形成。這樣，當(dāng)以電池堆的形式使用一個(gè)以上的膜電極組件時(shí)，膜電極組件的各氧化劑供應(yīng)通道可以彼此連接，并且可以將輸入的氧化劑經(jīng)過整個(gè)電池堆傳播至一個(gè)氧化劑供應(yīng)通道的末端。在一個(gè)實(shí)施方案中，將氧化劑供應(yīng)通道穿過整個(gè)膜電極組件均勻地分布，以在整個(gè)膜電極組件中更加均勻地(或一致地)傳播氧化劑。
氧化劑供應(yīng)通道可與膜電極組件同時(shí)形成，也可以在堆疊膜電極組件之后形成。在前一種情況中，需要選擇各氧化劑供應(yīng)通道的位置，使得膜電極組件的氧化劑供應(yīng)通道在堆疊膜電極組件之后能夠彼此相連。在一個(gè)實(shí)施方案中，為了易于制備，氧化劑供應(yīng)通道是在堆疊膜電極組件之后形成的。氧化劑供應(yīng)通道可以通過沖孔形成，但是氧化劑供應(yīng)通道的形成方法并不限于此。
垂直于氧化劑供應(yīng)通道傳播方向的截面的面積可以為1～20mm2，特別是2～5mm2。當(dāng)截面的面積大于20mm2時(shí)，氧化劑供應(yīng)通道的外部面積與氧化劑供應(yīng)通道在膜電極組件中占據(jù)體積的比可能太小，以至于降低了燃料供應(yīng)效率。當(dāng)截面面積小于1mm2時(shí)，難以向氧化劑供應(yīng)通道提供氧化劑。
在一個(gè)實(shí)施方案中，氧化劑供應(yīng)通道在膜電極組件中占據(jù)的體積可以為0.1％～0.3％，特別是0.15％～0.2％。當(dāng)氧化劑供應(yīng)通道在膜電極組件中占據(jù)的體積超過膜電極組件體積的0.3％時(shí)，氧化劑供應(yīng)通道占據(jù)的空間可能太大，以至于降低陽極催化劑層、陰極催化劑層和聚合物電解質(zhì)膜的效率。當(dāng)氧化劑供應(yīng)通道的體積小于膜電極組件體積的0.1％時(shí)，可能不能平穩(wěn)地供應(yīng)氧化劑。
在本發(fā)明實(shí)施方案之一中，聚合物電解質(zhì)膜、陽極催化劑層、陰極催化劑層和電極基底可以是多孔的，以利于傳遞燃料和通過氧化劑供應(yīng)通道傳播所提供的氧化劑。
電極基底形成在陽極催化劑層或陰極催化劑層中至少一個(gè)的一側(cè)，并將燃料和氧化劑傳播至催化劑層。其在堆疊膜電極組件時(shí)還通過隔離各膜電極組件而起隔板的作用。在一個(gè)實(shí)施方案中，盡管僅在陽極催化劑層或陰極催化劑層的一側(cè)形成電極基底，但是當(dāng)堆疊膜電極組件時(shí)，至少一個(gè)電極基底布置在兩個(gè)膜電極組件之間，使得不發(fā)生短路。在一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)堆疊僅在陽極催化劑層或陰極催化劑層的一側(cè)布置有電極基底的膜電極組件時(shí)，在電池堆的最外端使用陽極催化劑層和陰極催化劑層二者均布置有另外電極基底的膜電極組件(例如參見圖2)。
電極基底的作用是支撐催化劑層和將燃料和氧化劑擴(kuò)散到催化劑層。這里，燃料和氧化劑易于與電極相接觸。在一個(gè)實(shí)施方案中，電極基底是由諸如炭紙、炭布、碳?xì)趾?或金屬織物(由金屬纖維組成的多孔膜或布置在由聚合物纖維組成的織物表面的金屬膜)等材料形成的。然而，電極基底并不限于這些。
在陽極催化劑層發(fā)生燃料的氧化反應(yīng)，在陰極催化劑層發(fā)生氧化劑的還原反應(yīng)。因此，在一個(gè)實(shí)施方案中，陽極催化劑層包括選擇性活化燃料的氧化反應(yīng)的催化劑，陰極催化劑層包括選擇性活化氧化劑的還原反應(yīng)的催化劑。例如，陽極催化劑層可以使用鉑釕，陰極催化劑層可以使用RuS、RuSe、Fe-N/C和/或Co-N/C。Fe-N/C(或Co-N/C)是Fe(或Co)對氮具有相干性(coherence)并分散在碳載體上的催化劑。然而，陽極催化劑層和陰極催化劑層中可包含各催化劑并不限于上述材料。
在一個(gè)實(shí)施方案中，聚合物電解質(zhì)膜的作用是通過將由陽極催化劑層產(chǎn)生的質(zhì)子傳遞給陰極催化劑層而進(jìn)行的離子交換，并且由高質(zhì)子傳導(dǎo)的聚合物制成。
質(zhì)子傳導(dǎo)聚合物可以是其側(cè)鏈具有選自下列的陽離子交換基團(tuán)的聚合物樹脂磺酸基，羧酸基，磷酸基，膦酸基，及其衍生物。
聚合物樹脂的非限定性實(shí)例包括至少一種選自下列的質(zhì)子傳導(dǎo)聚合物氟基聚合物，苯并咪唑基聚合物，聚酰亞胺基聚合物，聚醚酰亞胺基聚合物，聚苯硫醚基聚合物，聚砜基聚合物，聚醚砜基聚合物，聚醚酮基聚合物，聚醚醚酮基聚合物，和/或聚苯基喹喔啉基聚合物。在一個(gè)示例性實(shí)施方案中，質(zhì)子傳導(dǎo)聚合物包括至少一種選自下列的聚合物聚(全氟磺酸)，聚(全氟羧酸)，具有磺酸基的四氟乙烯和氟乙烯基醚的共聚物，脫氟的聚醚酮硫化物，芳基酮，聚(2，2′-(間亞苯基)-5，5′-二苯并咪唑)，和/或聚(2，5-苯并咪唑)。在一個(gè)實(shí)施方案中，聚合物電解質(zhì)膜的厚度可以為10～200μm。
本發(fā)明的實(shí)施方案還提供一種混合反應(yīng)物燃料電池系統(tǒng)。該混合反應(yīng)物燃料電池系統(tǒng)包括電池堆和燃料供應(yīng)器。
如上所述，電池堆包括至少一個(gè)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的膜電極組件。膜電極組件通過燃料的氧化反應(yīng)和氧化劑的還原反應(yīng)產(chǎn)生電。當(dāng)堆疊膜電極組件時(shí)可以獲得高的功率輸出。
燃料供應(yīng)器的作用是向電池堆供應(yīng)燃料。燃料包括液態(tài)或氣態(tài)氫，或者諸如甲醇、乙醇、丙醇和/或丁醇的烴基燃料。
通常，氧化劑包括氧和/或空氣。然而，燃料和氧化劑并不限于上述的實(shí)例。在一個(gè)實(shí)施方案中，氧化劑是通過將膜電極組件暴露于空氣中并讓空氣通過氧化劑供應(yīng)通道進(jìn)入而供應(yīng)的。
本發(fā)明實(shí)施方案的混合反應(yīng)物燃料電池系統(tǒng)可無限制地應(yīng)用于聚合物電解質(zhì)膜燃料電池(PEMFC)和/或直接氧化燃料電池(DOFC)。更詳細(xì)地，在一個(gè)實(shí)施方案中，該混合反應(yīng)物燃料電池系統(tǒng)可應(yīng)用于采用液態(tài)燃料的DOFC，例如直接甲醇燃料電池(DMFC)。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的膜電極組件1。膜電極組件1包括陰極催化劑層13，陽極催化劑層11，及布置在陰極催化劑層13和陽極催化劑層11之間的聚合物電解質(zhì)膜12。在陰極催化劑層13的一側(cè)，布置有電極基底14。圖1示出了僅與陰極催化劑層13接觸的電極基底14。然而，在一個(gè)實(shí)施例中，由于多個(gè)膜電極組件堆疊，一個(gè)膜電極組件的電極基底14與另一膜電極組件的陽極催化劑層11接觸。因此，電極基底14還起隔板的作用。如圖1所示，氧化劑供應(yīng)通道141穿透聚合物電解質(zhì)膜12、陰極催化劑層13、陽極催化劑層11和電極基底14而形成。注入到氧化劑供應(yīng)通道141中的氧化劑通過聚合物電解質(zhì)膜12以及陽極催化劑層11和陰極催化劑層13的孔隙，在整個(gè)膜電極組件中傳播。在一個(gè)實(shí)施方案中，多個(gè)氧化劑供應(yīng)通道141橫貫?zāi)る姌O組件均勻地分布，以更均勻地(或一致地)在整個(gè)膜電極組件中傳播氧化劑。
圖2示出了一個(gè)實(shí)施方案中各個(gè)燃料和氧化劑的流動(dòng)，其中至少一個(gè)膜電極組件包括陰極催化劑層13，陽極催化劑層11，布置在陰極催化劑層13和陽極催化劑層11之間的聚合物電解質(zhì)膜12，及布置在陰極催化劑層13一側(cè)的電極基底14。
此外，在圖2中，箭頭A示出了氧化劑的流動(dòng)方向。氧化劑沿箭頭A的方向流動(dòng)，并通過陽極催化劑層11和陰極催化劑層13的孔隙在整個(gè)膜電極組件中傳播。圖2示出了氧化劑在膜電極組件電池堆的兩側(cè)端注入?？蛇x擇地，根據(jù)膜電極組件電池堆或燃料電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，氧化劑可以在膜電極組件電池堆的一側(cè)端注入。
在圖2中，箭頭B示出了燃料的流動(dòng)方向。燃料沿箭頭B的方向流動(dòng)，并通過陽極催化劑層11和陰極催化劑層13的孔隙在整個(gè)膜電極組件中傳播。
圖3是本發(fā)明實(shí)施方案的燃料電池系統(tǒng)的透視圖。如圖3中所示，燃料電池系統(tǒng)包括電池堆31，該電池堆31包含一個(gè)或多個(gè)根據(jù)本發(fā)明所述實(shí)施方案的膜電極組件；及用于向電池堆31提供燃料的燃料供應(yīng)器21。該燃料電池系統(tǒng)還包括穿透電池堆31用于提供氧化劑的氧化劑供應(yīng)通道141。當(dāng)將燃料提供給電池堆31時(shí)，燃料通過多孔電極基底注入并傳播至催化劑層中。這里，雖然聚合物電解質(zhì)膜是多孔的，但是聚合物電解質(zhì)膜的孔隙的形成方向基本上不同于燃料的供給方向。因此，燃料實(shí)際上并不沿一個(gè)方向(如從陽極到陰極的方向)滲入聚合物電解質(zhì)膜。
下述實(shí)施例更具體地說明本發(fā)明。然而，應(yīng)該理解，本發(fā)明并不限于該實(shí)施例。
實(shí)施例1通過混合13.9g的RuSe/C，4.2g的聚全氟磺酸粘合劑，及7.1ml異丙醇和水的溶劑混合物(按9∶1的體積比制備)，制備陰極催化劑漿料，并制備(或提供)炭紙電極基底。通過將陰極催化劑漿料涂布在炭紙電極基底上，制備燃料電池的陰極。
通過混合3.0g的鉑釕碳黑，1.44g的聚全氟磺酸粘合劑，及18ml異丙醇和水的溶劑混合物(按9∶1的體積比制備)，制備陽極催化劑漿料，并通過將陽極催化劑漿料涂布在炭紙電極基底上，制得燃料電池的陽極。
制備膜電極組件如下將Nafion(全氟磺酸)聚合物電解質(zhì)膜布置在陽極和陰極之間，并將它們在150℃和200kgf/cm2的壓力下熱壓3分鐘，以將陽極和陰極固定在聚合物電解質(zhì)膜上。
通過將上面制備的膜電極組件沖孔，形成截面面積為2mm2并且占膜電極組件體積0.2％的氧化劑供應(yīng)通道。
形成如上制備的膜電極組件的電池堆，即將炭布置于各膜電極組件之間，并堆疊膜電極組件，使得氧化劑供應(yīng)通道可以相連。
采用該膜電極組件電池堆的燃料電池系統(tǒng)的特征在于，與功率輸出基本相同的常規(guī)燃料電池相比，該燃料電池系統(tǒng)具有顯著減小的體積。
在本發(fā)明實(shí)施方案之一中，用于混合反應(yīng)物燃料電池的膜電極組件可以平穩(wěn)和一致地向催化劑層提供燃料和氧化劑，并由此改進(jìn)燃料電池性能。
雖然已經(jīng)結(jié)合某些示范實(shí)施方案描述了本發(fā)明，應(yīng)該理解不能將本發(fā)明限制在公開實(shí)施方案中，相反，本發(fā)明覆蓋了包括在權(quán)利要求書及其等價(jià)物的精神和范圍內(nèi)的不同修改和等效布置。
權(quán)利要求
1.一種用于混合反應(yīng)物燃料電池的膜電極組件，該膜電極組件包括陽極催化劑層；陰極催化劑層；布置在陽極催化劑層和陰極催化劑層之間的聚合物電解質(zhì)膜；布置在陽極催化劑層或陰極催化劑層中至少一個(gè)上的電極基底；及穿透聚合物電解質(zhì)膜、陽極催化劑層、陰極催化劑層和電極基底且適于供應(yīng)氧化劑的氧化劑供應(yīng)通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的膜電極組件，其中所述聚合物電解質(zhì)膜、陽極催化劑層和陰極催化劑層是多孔的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的膜電極組件，其中所述氧化劑供應(yīng)通道在垂直于該氧化劑供應(yīng)通道傳播方向上的截面面積為約1～20mm2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的膜電極組件，其中所述氧化劑供應(yīng)通道在垂直于該氧化劑供應(yīng)通道傳播方向上的截面面積為約2～5mm2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的膜電極組件，其中所述氧化劑供應(yīng)通道占所述膜電極組件體積的約0.1％～0.3％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的膜電極組件，其中所述氧化劑供應(yīng)通道占所述膜電極組件體積的約0.15％～0.2％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的膜電極組件，其中所述電極基底包括選自下列的材料炭紙，炭布，碳?xì)?，金屬織物，及其組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的膜電極組件，其中燃料沿著基本上垂直于氧化劑供應(yīng)通道傳播方向的方向提供給膜電極組件。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的膜電極組件，其中所述聚合物電解質(zhì)膜包括其側(cè)鏈具有選自下列的陽離子交換基團(tuán)的聚合物樹脂磺酸基，羧酸基，磷酸基，膦酸基，及其衍生物。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的膜電極組件，其中所述聚合物樹脂包括至少一種選自下列的質(zhì)子傳導(dǎo)聚合物氟基聚合物，苯并咪唑基聚合物，聚酰亞胺基聚合物，聚醚酰亞胺基聚合物，聚苯硫醚基聚合物，聚砜基聚合物，聚醚砜基聚合物，聚醚酮基聚合物，聚醚醚酮基聚合物，聚苯基喹喔啉基聚合物，及其組合。
11.一種混合反應(yīng)物燃料電池系統(tǒng)，包括電池堆，其包括至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1～10中任一項(xiàng)的膜電極組件；穿透聚合物電解質(zhì)膜、陽極催化劑層、陰極催化劑層和電極基底且適于供應(yīng)氧化劑的氧化劑供應(yīng)通道；及向電池堆提供燃料的燃料供應(yīng)器。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的混合反應(yīng)物燃料電池系統(tǒng)，其中該混合反應(yīng)物燃料電池系統(tǒng)是被動(dòng)式燃料電池系統(tǒng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的混合反應(yīng)物燃料電池系統(tǒng)，其中所述聚合物電解質(zhì)膜具有孔隙，該孔隙是沿著實(shí)際上與燃料供應(yīng)器向電池堆提供燃料的方向不同的方向形成的。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的混合反應(yīng)物燃料電池系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)膜電極組件還包括至少一個(gè)其它的氧化劑供應(yīng)通道，該至少一個(gè)其它的氧化劑供應(yīng)通道穿透聚合物電解質(zhì)膜、陽極催化劑層、陰極催化劑層和電極基底且適于供應(yīng)氧化劑，而且所述氧化劑通道和該至少一個(gè)其它的氧化劑通道穿過所述至少一個(gè)膜電極組件基本均勻地布置。
15.根據(jù)權(quán)利要求11的混合反應(yīng)物燃料電池系統(tǒng)，其中所述燃料供應(yīng)器沿著基本上垂直于氧化劑供應(yīng)通道的傳播方向的方向，向電池堆提供燃料。
全文摘要
一種用于混合反應(yīng)物燃料電池的膜電極組件及包括它的混合反應(yīng)物燃料電池系統(tǒng)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，用于混合反應(yīng)物燃料電池的膜電極組件包括陽極催化劑層，陰極催化劑層，布置在陽極催化劑層和陰極催化劑層之間的聚合物電解質(zhì)膜，布置在陽極催化劑層或陰極催化劑層中至少一個(gè)上的電極基底，以及穿透聚合物電解質(zhì)膜、陽極催化劑層、陰極催化劑層和電極基底且適于供應(yīng)氧化劑的氧化劑供應(yīng)通道。
文檔編號H01M8/24GK101026240SQ20071009233
公開日2007年8月29日 申請日期2007年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月16日
發(fā)明者郭燦, 亞歷克西·亞歷山德羅維克瑟羅夫, 閔明基, 李時(shí)賢 申請人:三星Sdi株式會(huì)社