專利名稱：改善了水管理的質(zhì)子交換膜燃料電池的制作方法
改善了水管理的質(zhì)子交換IM料電池
獄領(lǐng)域
本發(fā)明主要涉及的領(lǐng)域包括燃料電池、燃料電池組件以及第隨和j頓其的 方法。
背景技術(shù)：
氫是一種很有吸引力的燃料，因?yàn)樗鍧嵡倚想姵刂斜焕靡杂?br> 效發(fā)電。汽車工業(yè)在MM料電池作為汽車能源方面的開發(fā)上花費(fèi)了大量的資源。 這種汽車與現(xiàn)在4頓內(nèi)燃機(jī)的汽糊比效率更高、排放更少。
Mti料電池是一種電化學(xué)裝置，包括陽極和陰極以及夾在其中的電解質(zhì)。 陽極接收富氫氣體或純氫，陰極接收氧氣或空氣。氫氣在陽極上被分解以產(chǎn)生 游離質(zhì)子和電子。該質(zhì)子穿過電解質(zhì)到陰極。該質(zhì)子與氧氣和電子在陰極反應(yīng) 生成水。來自陽極的電子不能穿過電解質(zhì)，因此在到達(dá)陰極前被引導(dǎo)通過負(fù)載 做功。做的功可以用來例如驅(qū)動(dòng)汽車。
質(zhì)子交換膜(PEM)燃料電池在汽車應(yīng)用上很流行。PEM燃料電池一般包 括固，合物電解質(zhì)質(zhì)子傳導(dǎo)膜，例如全氟磺酸膜。陽極和陰極通常包括細(xì)分 催化劑微粒，通常是擔(dān)載(負(fù)載)在ra粒上并與離聚物混合的鉑(Pt)。催化 混合物沉積在膜相對的兩側(cè)。陽極催化混合物、陰極催化混合物以及膜的組合 形成了膜電極組件(MEA)。 MEA制i^來相對昂貴且需要一定的^j牛才能有 效運(yùn)行。這些條件包括適宜的水管理和濕度，以及催化劑毒劑的控制，例如一 氧化碳(CO)。
通常多個(gè)燃料電池組合在一個(gè)燃料電池堆中以產(chǎn)生需要的育遣。燃料電池 堆包括一系列放置在電池堆的多個(gè)MEA之間的流場板g極板。雙極板包括用 于電池堆中相鄰的燃料電池的陽極偵,陰極側(cè)。燃料電池堆接收流進(jìn)電池堆陽 極側(cè)的陽極氫反應(yīng)氣體。雙極板的陽極側(cè)提供陽極氣艦道，允許陽極氣艦 到MEA的陽極側(cè)。燃料電池堆接收陰極反應(yīng)氣體，通常是被壓^t幾迫使通過電 池堆的空氣流。雙極板的陰極側(cè)提供陰極氣,道，允許陰極氣體流到MEA的 陰極側(cè)。并非所有的氧氣在電池堆中都被消耗掉， 一些空氣被作為陰極排氣排
出，陰極排氣還可以包括作為電池堆副產(chǎn)物的液態(tài)7K。雙極板還包括冷卻流體
的流道。汽車用燃料電池堆，例如，可以包括兩百個(gè)頗多雙極板。
雙極M常由導(dǎo)電材料制成，例如不糊、鈦、鋁、聚合碳復(fù)，或石墨 等，這樣它們將燃料電池產(chǎn)生的電能從一個(gè)電池傳導(dǎo)到另一個(gè)電池并導(dǎo)出電池 堆。金屬雙極M常在它們的外表面上形成自然的氧化物，這使得它們耐腐蝕。 然而，這些氧化物層是不導(dǎo)電的，因此增加了燃料電池的內(nèi)阻，斷氐了其電性 能。而且，該氧化物層經(jīng)常會(huì)使得極板更加憎水。
正如本領(lǐng)域公知的，燃料電池中的膜需要一定的相對、M從而M3i膜的離 子阻力才會(huì)足夠低以有效傳導(dǎo)質(zhì)子。在燃料電池的運(yùn)行期間，來自MEA的濕氣 和外部的加濕可能會(huì)進(jìn)入陽極和陰極流道。在電池能量要求低時(shí)，通常在低于 0.2A/cn^時(shí)，7K會(huì)在流道內(nèi)積存，因?yàn)榉磻?yīng)氣體的流速太低不足以將7K送出流 道。隨著水的積存，由于極板材料的憎水性它形成持續(xù)增大的水滴。該7jC滴的 撤蟲角通常為約90。，形皿流道內(nèi)的水滴基本上垂直于反應(yīng)氣體流。隨著水 滴尺寸增大，流道被關(guān)閉，而反應(yīng)氣體被轉(zhuǎn)向其余的流道，這是因?yàn)樵诮y(tǒng)一的
入口和出口歧管之間并聯(lián)了多個(gè)流道。由于反應(yīng)氣體不會(huì)流過^7K阻塞的流道，
反應(yīng)氣體不能迫使水離開流道。由于流道被阻塞從而不能接收到反應(yīng)氣體的膜
的區(qū)跡能發(fā)電，從而導(dǎo)致電流分布的不均勻降^^料電池的齡效率。隨著 越來越多的流道被水阻塞，燃料電池產(chǎn)生的電肖g減少，其中單電池電壓低于
200mV被認(rèn)定為電池故障。由于多個(gè)燃料電池被串聯(lián)在一起，如果一個(gè)燃料電 池停止運(yùn)行，齢燃料電池堆將停止運(yùn)行。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案提供一種產(chǎn)品，包括聚合物電解質(zhì)膜、覆蓋膜的電 極、覆蓋電極的氣體擴(kuò)散介質(zhì)層以及覆蓋氣體擴(kuò)散介質(zhì)層的親7K層。
根據(jù)以下的詳細(xì)敘述，本發(fā)明的其它實(shí)施方案也將變得顯而易見。應(yīng)當(dāng)理 解，這些詳細(xì)敘述和特定實(shí)施例，雖然是本發(fā)明示例性的實(shí)施例，但僅意在舉 例，無意限制本發(fā)明的范圍。


根據(jù)該詳細(xì)的敘述和所附的附圖，本發(fā)明示例性的實(shí)施方案將更容易理解。
其中
圖l示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的產(chǎn)品；和
圖2示出了電流密度和電池電目時(shí)間的曲線。 示例性實(shí)g案詳述
以下詳細(xì)敘述的實(shí)to"案僅僅是示例性的，絕不意在限制本發(fā)明及其應(yīng)用 或艦。
參見圖1 ，本發(fā)明的一個(gè)實(shí) 案包括帶燃料電池12的產(chǎn)品10。該燃料電 池12包括第一燃料電、M極板14，其包括具有由多個(gè)槽脊18和流道20限定出 的反應(yīng)氣1M場的第一面16。該反應(yīng)氣體流場可以將燃料輸^頓極板的一側(cè)， 將氧化劑i5^lJ雙極板的另一側(cè)。燃料電池12包括第二燃料電、艦極板22,其 包括具有由多個(gè)槽脊26和流道28限定出的反應(yīng)氣,場的第一面24。槽脊18 或26以及流道20或28可以通過機(jī)械加工、沖壓、模制，似方法形成 在雙極板14或22上。紡織品部分30可以被夾g—燃料電M^極板14和第 二燃料電 頓極板22之間。第一燃料電M5l極板14和第二燃料電、 艦極板22 可以包括多種材料，其包括但不限于金屬、金屬合金和/或?qū)щ姀?fù)合物。在一個(gè) 實(shí)施方案中，第一燃料電、Ml極板14和第二燃料電、，極板22可以是不自。
紡織品部分30可以包括具有第一面34和第二面36的聚^電解質(zhì)膜32。 陰極38可以覆在聚合物電解質(zhì)膜32的第一面34上。第~^體擴(kuò)散介質(zhì)層40 可以覆在陰極38上，任選的第一微孔層42被夾在第"^體擴(kuò)散介質(zhì)層40和陰 極38之間。第一氣體擴(kuò)散介質(zhì)層40可以是憎水的。第一燃料電池雙極板14可 以覆在第"^體擴(kuò)散介質(zhì)層40上。在一個(gè)實(shí)臟案中，第一親水層44可以夾 在第"^燃料電 tk^極板14和第一氣體擴(kuò)散介質(zhì)層40之間。第一親水層44可以 是與第一雙極板14分離的，而是在其中形成的槽脊18和流道20的下面。
第一親水層44可以是在燃料電池的環(huán)境中穩(wěn)定的親水導(dǎo)體材料。第一親水 層44可以是碳布(caiboncloth)或碳?xì)?carbonmat)。第一親zK層44可以不用憎水 材料處理。在一個(gè)實(shí)施方案中，第一親7jC層44可以是8密耳厚的碳布。在另一 個(gè)實(shí)施方案中，第一親水層44可以是未經(jīng)特富龍?zhí)幚淼奶技埢蚪?jīng)過化學(xué)或物理 親水處理的氣體擴(kuò)散介質(zhì)?；瘜W(xué)方法包括用例如鉻酸、高錳,或硝酸等氧化 劑在碳紙表面生成極性官能團(tuán)?；蛘?，該碳紙可以用物理方法處理，例如開放 的空氣等離子體輔助的物理蒸氣沉積或離子束輔助的物理蒸氣沉積 ("IBAPVD")。在一個(gè)實(shí)施方案中，第一親7jC層44的厚度可以在從1到約8密 耳的范圍內(nèi)。親水層44可以具有從30%到90%的孔隙率。親水層44的其余的
特點(diǎn)或性質(zhì)包括好的導(dǎo)熱性和好的機(jī)械性能，從而可以承受在燃料電池堆運(yùn)行
逝呈中施加在該^J:的擠壓力。在一個(gè)實(shí)施方案中，水并不髓限定出槽脊18 Pf爐流道20的表面形成7JC滴，7k往往是在流道20內(nèi)流動(dòng)，就像流道20內(nèi)具有 親水涂層一樣。
陽極46可以在聚合物電解質(zhì)膜32的第二面36的下面。第二氣體擴(kuò)散介質(zhì) 層48可以在陽極層46的下面，fii^第二微孔層50夾在第二氣W散介質(zhì)層 48和陽極46之間。第二氣體擴(kuò)散介質(zhì)層48可以是僧水的。第二燃料電iW極 板22可以覆在第二氣術(shù)廣散介質(zhì)層48的上面。在一個(gè)實(shí)施方案中，第二親水 層52可以夾綠二燃料電m^極板22和第二氣體擴(kuò)散介質(zhì)層48之間。第二親 7K層52可以是與第極板22分離的，，其中形成的槽脊26和流道28的 下面。
第二親7jC層52可以是 料電池環(huán)境中穩(wěn)定的親水導(dǎo)體材料。第二親7K層 52可以與第一親7jC層44基本相同。在一個(gè)實(shí) 案中，水并不歸限定出槽脊 26附近流道28的表面形成水滴，7K往往是在鵬28內(nèi)流動(dòng)，就像流道28具有
親水涂層那樣。
第一親7K層44和第二親7jC層52可以通3l7jC管理ibi料電池發(fā)揮更好的性 能。在燃料電池內(nèi)部形成水滴可能會(huì)由于所謂低功率穩(wěn)定性(LPS)導(dǎo)致性能的 顯著降低。LPS是由于在雙極板的流場流道中水的積存導(dǎo)致的。水使得反應(yīng)氣 體不能到達(dá)膜電極組件的催化層，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的傳質(zhì)瓶頸。親水層44和52 可以解決該LPS問題。親水層44和52可以使得流道20和28內(nèi)的水形成膜而 非7jC滴，這樣7jl不會(huì)顯著l^S流道20和28 。親7jC層44和52可以降低可能積存 在流道20和28內(nèi)的水的接觸角，從而使鵬氣體可以在低負(fù)載的情況下 流道20和28。
在一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，厚度為8密耳的碳布皿在不銹鋼板的頂端，水被允許從 板的一端滴落，水的流動(dòng)可以被觀察到。水在流道內(nèi)流動(dòng)，如同板的流道被親 7k硅驗(yàn)層涂覆一樣，例如像Nano^的^IM?；蛘魵獬练e硅。但是，本發(fā)明
不限于實(shí)現(xiàn)這樣的性能的實(shí)施方案。
在另一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，單個(gè)燃料電池測i娥Poco石墨板、Gore5720膜電極組 件進(jìn)行，其中8密耳厚的碳布夾在氣體擴(kuò)散介質(zhì)和電池陽極側(cè)的Poco石墨板之 間。測試在100。/6的相對SJ芰、陰極和陽極側(cè)都有7PSIG的背壓的條件下進(jìn)行
的。被電流密度，記錄電池電壓以檢測隨著時(shí)間變化的任何性能降低。圖2 示出了電流密度和電池電壓相對時(shí)間的圖。該電tfeii^M!3天，觀i賦期間沒 有觀察到性能的變化或液泛，這說明親水墊沒有影響陽極側(cè)氣體擴(kuò)散介質(zhì)的性 能。該實(shí)驗(yàn)也表明親水墊或?qū)涌梢愿纳迫剂想姵丨h(huán)境內(nèi)的水管理，并不需要雙 極板上親水涂層的幫助。
在各種實(shí)施方案中，聚合物電解質(zhì)膜32可以包括多種不同類型的膜。在各 種實(shí)施方案中有用的聚，電解質(zhì)膜32可以是離子傳導(dǎo)材料。適宜的膜的例子 在US專利Nos. 4,272,353和3,134,689、以及在the Journal of Power Sources第28 巻(1990)，第367-387頁中公開。這種膜也被稱為離子交換樹脂膜。該樹脂的 聚合結(jié)構(gòu)中包括離子基團(tuán)； 一種離子組分被聚合物骨架所固定或保持，至少一 種其它的離子組分是移動(dòng)的可取代的離子，在電性上與被固定的組分結(jié)合。移 動(dòng)離子在適宜的條件下被其它離子取代的能力使得這些材料具有離子交換特 性。
離子交換樹脂可以M聚合組分的混溯來制備，組分之一包括離子成分。 一類寬范圍的陽離子効奐、質(zhì)子傳導(dǎo)樹脂是所謂的磺酸陽離子交換樹脂。在該 磺 中，陽離子魏基團(tuán)是附屬在聚，骨架上的磺酸根。
將這種離子交換樹，諭j鵬或傘(chute)的方法是本領(lǐng)嫩術(shù)人員公知的。 優(yōu)選的類型是全氟磺酸聚合物電解質(zhì)，其中旨膜的結(jié)構(gòu)具有離子交換性能。 這種膜可以市購，商業(yè)化磺酸全氟麵子傳導(dǎo)膜的一個(gè)典型的例子是E丄Dupont D Nemours & Company賣的，商標(biāo)為NAFION。其它這種膜可以從Asahi Glass 和Asahi Chemical Company得到。其它類型的膜的采用，例如但不P艮于，全氟 陽離子交換膜，自基陽離子交換膜以及陰離子交換膜ll^本發(fā)明的范圍內(nèi)。
在一個(gè)實(shí)M案中，第一氣體擴(kuò)散介質(zhì)層40鄉(xiāng)二氣體擴(kuò)散介質(zhì)層48可 以包括任何導(dǎo)電多孑L材料。在各種實(shí)施方案中，氣體擴(kuò)散介質(zhì)層可以包括可能 用憎水材料處理過的無紡碳纖維紙或紡織碳布，憎水材料例如但不限于，聚偏 二氟乙烯(PVDF)、氟化乙烯丙烯、或聚四氟乙烯(PTFE)。氣體擴(kuò)散介質(zhì)層 平均孔徑可以為540微米。氣體擴(kuò)散介質(zhì)層厚度可以為約100到約500 W:。
在一個(gè)實(shí)施方案中，電極(陰極層和陽極層)可以是催化劑層，其包括例 如鉑的催化齊噘粒，以及與繊粒混合的例如質(zhì)子傳導(dǎo)離聚物的離子傳導(dǎo)材料。 該質(zhì)子傳導(dǎo)材料可以是離聚物例如全氟化磺酸聚合物。該催化劑材料可以包括
金屬，例如鉑、鈀，以及金屬的混合物，例如鉑和鉬、鉑和鈷、鈾和釕、鉑和 鎳、鉑和錫，其它鉑鉍度金屬合金，以及其它本領(lǐng)域公知的燃料電池電催化劑。 如果需要的話，該催化劑材料可以是細(xì)分的。該催化劑材料可以不被擔(dān)載(負(fù) 載)或被擔(dān)載在多種材料上，例如但不限于鵬粒。
在一個(gè)實(shí)施方案中，陰極38和陽極46可以是催化劑層，其包括例如鉑的 催化劑顆粒，以及與該顆?；旌系睦缳|(zhì)子傳導(dǎo)離聚物的離子傳導(dǎo)材料。該質(zhì) 子傳導(dǎo)材料可以是例如全氟化磺酸聚合物的離聚物。該催化劑材料可以包括金 屬，例如鈾、鈀，以及金屬的混，，例如鉑和鉬、鉑和鈷、鉑和釕、鉑和鎳、 鉑和錫，其它鉬過渡金屬合金，以及其它本領(lǐng)域公知的燃料電池電催化劑。如 果需要的話該催化劑材料可以是細(xì)分的。該催化齊訴才料可以不被擔(dān)載或被擔(dān)載 在多種材料上，例如但不限于 粒。
在一個(gè)實(shí)g案中，第一微孔層42或第二微孔層50可以由例如碳黑的材 料和例如聚四氟乙烯(PTFE)和聚偏二氟乙烯(PVDF)的憎水組分制成，厚 度可以是約2到約100微米。在一個(gè)實(shí)施方案中，微孔層可以包括多個(gè)顆粒， 例如包括石墨化碳和粘合劑。在一個(gè)實(shí)施方案中，粘合劑可以包括瞎水聚合物， 例如但不限于，聚偏二氟乙烯(PVDF)、氟化乙烯丙烯(FEP)、聚四氟乙烯(PTFE)
或其它有機(jī)或無機(jī)憎7jCt才料。，粒和粘合劑可以被包括在液相中，例如，一 種有機(jī)溶劑和水的混合物，以提供分散液。在各種實(shí)施方案中，該溶劑可以包 括2-丙醇、1-丙醇和乙醇等中的至少一種。該分散液可以被涂覆至鵬料電 體，例如氣體擴(kuò)散介質(zhì)層或氣體擴(kuò)散介質(zhì)層的憎7X涂層上。在另一個(gè)實(shí)施方案 中，該分散液可以涂覆到電豐肚。該分散液可以被干燥(Mil蒸發(fā)溶劑)，得到 的干燥的微孔層可以包括60-90wt^的顆粒和1040wt^的粘合劑。在各種其它 實(shí)施方案中，粘合劑占干燥的微孔層的質(zhì)量百分含量可以是10-30wt%。
當(dāng)使用術(shù)語"……之上(over)"、"覆在……之上(overlying)"、"在……上 面(overlies)"或"……之下(under)"、"覆在……之下(underlying)"、"在…… 下面(underlies)" ^示第一組件或?qū)优c第二組件或?qū)拥南鄬ξ恢檬?，其含義 是第一組件或?qū)优c第二組件^是直接接觸的，或者有附加的層或組件被插入 在第一組件或?qū)优c第二組j牛或?qū)又g。
本發(fā)明的實(shí)施方案的上述描述僅僅是示例性的，因此有關(guān)它的變化不能被 認(rèn)為是偏離了本發(fā)明的主旨和范圍。
權(quán)利要求
1.一種產(chǎn)品，包括包括第一面和第二面的聚合物電解質(zhì)膜；在該聚合物電解質(zhì)膜的第一面之上的陰極；在該陰極之上的第一氣體擴(kuò)散介質(zhì)層；在該第一氣體擴(kuò)散介質(zhì)層之上的第一親水層；在該聚合物電解質(zhì)的第二面之上的陽極；在該陽極之上的第二氣體擴(kuò)散介質(zhì)層；在該第二氣體擴(kuò)散介質(zhì)層之上的第二親水層。
2、 如權(quán)利要求i戶; 述的產(chǎn)品，其進(jìn)一步包括在陰極之上的第一微 L層。
3、 如權(quán)利要求1所述的產(chǎn)品，其進(jìn)一步包括在陽豐^t的第二微孔層。
4、 如權(quán)利要求1所述的產(chǎn)品，其中第一親7jC層的厚度為約1到約8密耳。
5、 如權(quán)利要求1所述的產(chǎn)品，其中第二親水層的厚度為約1到約8密耳。
6、 如權(quán)利要求l所述的產(chǎn)品，其進(jìn)一步包括第一燃料電^R極板,包括第一面和在該第一面中限定出的反應(yīng)氣術(shù)充場， 該反應(yīng)氣體流場包括多個(gè)槽脊和流道，其中該第"^燃料電池雙極板在第一親水層之上；以及第二燃料電 tfe^極板，包括第一面和在該第一面中限定出的反應(yīng)氣# , 該反應(yīng)氣體流場包括多個(gè)槽脊和流道，其中該第二燃料電池雙極板在第二親水 層之上。
7、 如權(quán)利要求l所述的產(chǎn)品，其中第一親7K層包括選自碳布、碳?xì)?、化學(xué)或物理改性的非特富龍化氣體擴(kuò)散介質(zhì)中的一種。
8、 如權(quán)利要求l所述的產(chǎn)品，其中第二親水層包括選自碳布、碳毪、化學(xué)或物理改性的非特富龍化氣體擴(kuò)散介質(zhì)中的一種。
9、 如權(quán)利要求1所述的產(chǎn)品，其中第一親水層厚度為約1到約8密耳。
10、 如權(quán)禾腰求l所述的產(chǎn)品，其中第二親7jl層厚度為約1到約8密耳。
11、 如權(quán)利要求6所述的產(chǎn)品，其中第一燃料電、艦極板和第二燃料電池 雙極板包括金屬、金屬合金或復(fù)^l中的一種。
12、 如權(quán)利要求6所述的產(chǎn)品，其中第一燃料電、艦極板和第二燃料電池 雙極板包括不銹鋼。
13、 一種產(chǎn)品，包括 聚，電解質(zhì)膜； 該膜之上的電極；該電極之上的氣體手廣散介質(zhì)；以及 該氣體擴(kuò)散介質(zhì)之上的親水層。
14、 一種方法，包括掛共包括第一面和第二面的聚合物電解質(zhì)膜；在該聚合物電解質(zhì)膜的第一面之上提供陰極；在該陰極之上提供第一氣體擴(kuò)散介質(zhì)層；在，一氣術(shù)廣散介質(zhì)層之上衝共第一親水層；在該聚合物電解繊的第二面之上提供陽極；在該陽極之上提供第二氣體擴(kuò)散介質(zhì)層；和在，二氣術(shù)廣散層之上提供第二親水層。
15、 如權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包括在陰極之上提供第一微孔層。
16、 如權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包括在陽極之上提供第二微孔層。
17、 如權(quán)利要求14所述的方法,其中第一親7K層的厚度為約1到約8密耳。
18、 如權(quán)利要求14所述的方法，其中第二親水層的厚度為約1到約8密耳。
19、 如權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包括在第一親7K層之上提供第一燃料電 fe^K極板，其中該第一'燃料電池雙極板 包括第一面和在第一面中限定出的反應(yīng)氣體流場，該反應(yīng)氣皿場包括多個(gè)槽 脊和流道；以及在第二親7K層之上提供第二燃料電M極板，其中該第二燃料電池雙極板 包括第一面和在第一面中限定出的反應(yīng)氣體流場，該反應(yīng)氣1 場包括多個(gè)槽 脊和流道。
20、 如權(quán)禾頓求14所述的方法，其中第一親水層包括選自碳布、碳毪、化 學(xué)或物理改性的非特富龍化氣體擴(kuò)散介質(zhì)中的一種。
21、 如權(quán)利要求14所述的方法，其中第二親7jC層包括選自碳布、碳超、化 學(xué)或物理改性的非特富龍化氣體擴(kuò)散介質(zhì)中的一種。
22、 如權(quán)利要求14所述的方法，其中第一親水層厚度為約1到約8密耳。
23、 如權(quán)利要求14所述的方法，其中第二親7K層厚度為約1到約8密耳。
24、 如權(quán)利要求19所述的方法，其中第一燃料電、艦極板和第二燃料電池 雙極板包括金屬、金屬合金和復(fù)合物中的一種。
25、 如權(quán)利要求19所述的方法，其中第一燃料電艦極板和第二燃料電池 雙極板包括不糊。
26、 如^l利要求14所述的方法，其中提供第一親7jC層和^lf共第二親7jC層的步驟包括非特富龍化碳紙或氣體擴(kuò)散介質(zhì)的親7K處理。
27、 如權(quán)利要求26所述的方法，其中親水處理包括在碳紙或氣體擴(kuò)散介質(zhì) 表面生成極性官能團(tuán)。
28、 如權(quán)利要求27所述的方法，其中生淑及性官能團(tuán)^Mi^頓氧化齊睞 誠的。
29、 如權(quán)禾腰求28所述的方法，其中氧化劑包括鉻酸、高錳,或硝酸中 的至少一種。
30、 如權(quán)利要求26所述的方法，其中親水處理包括開放的空氣等離子,助的物理蒸氣沉積。
31、 如權(quán)禾腰求26所述的方法，其中親水處理包括離子束輔助的物理蒸氣沉積-
全文摘要
本發(fā)明涉及改善了水管理的質(zhì)子交換膜燃料電池。一種產(chǎn)品，包括聚合物電解質(zhì)膜、該膜之上的電極、該電極之上的氣體擴(kuò)散介質(zhì)層和該氣體擴(kuò)散介質(zhì)層之上的親水層。
文檔編號(hào)H01M8/02GK101373842SQ20081016863
公開日2009年2月25日 申請日期2008年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月21日
發(fā)明者G·V·達(dá)希奇, 埃爾哈米德 M·H·阿布德, Y·M·米克黑爾 申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司