CN101310398A - 质子交换膜燃料电池和形成燃料电池的方法 - Google Patents

质子交换膜燃料电池和形成燃料电池的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101310398A
CN101310398A CNA2006800424197A CN200680042419A CN101310398A CN 101310398 A CN101310398 A CN 101310398A CN A2006800424197 A CNA2006800424197 A CN A2006800424197A CN 200680042419 A CN200680042419 A CN 200680042419A CN 101310398 A CN101310398 A CN 101310398A
Authority
CN
China
Prior art keywords
exchange membrane
proton exchange
porous
fuel cells
membrane fuel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2006800424197A
Other languages
English (en)
Inventor
威廉·A·富格利万德
希布利·汉纳·I·巴尤克
马修·M·莱特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Relion Inc
Original Assignee
Relion Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Relion Inc filed Critical Relion Inc
Publication of CN101310398A publication Critical patent/CN101310398A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/8605—Porous electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/023—Porous and characterised by the material
    • H01M8/0236—Glass; Ceramics; Cermets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1004—Fuel cells with solid electrolytes characterised by membrane-electrode assemblies [MEA]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M2008/1095—Fuel cells with polymeric electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04067—Heat exchange or temperature measuring elements, thermal insulation, e.g. heat pipes, heat pumps, fins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
    • H01M8/04156—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying with product water removal
    • H01M8/04171—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying with product water removal using adsorbents, wicks or hydrophilic material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

本发明揭示一种质子交换膜燃料电池和用于形成燃料电池的方法，且其在其最广义方面包含：具有相对的阳极侧和阴极侧的质子交换膜；以及相对于所述阳极侧和阴极侧的每一者而并置的个别电极，且其中所述电极中的至少一者至少部分由多孔、导电陶瓷材料制成。所揭示的本发明方法包含以下步骤：提供一对导电陶瓷衬底；向其面向内的表面施加催化剂涂层；以及提供聚合质子交换膜，并将所述聚合质子膜定位在其间且与其形成欧姆电接触以形成所得的PEM燃料电池。

Description

质子交换膜燃料电池和形成燃料电池的方法
技术领域
本发明涉及一种质子交换膜燃料电池和一种形成燃料电池的方法，且更明确地说，涉及一种包含导电陶瓷电极的质子交换膜燃料电池。
背景技术
第6,030,718和6,468,682号美国专利涉及质子交换膜燃料电池，且更明确地说，涉及燃料电池电力系统，其包含多个自增湿的离散燃料电池模块，且其提供已主要针对堆叠型配置的先前燃料电池设计迄今尚未实现的一定程度的可靠性、维护的便利性和资本成本的减少。这些早期专利的教示以引用的方式并入本文中。
通常，相对于燃料电池，其操作是众所周知的。燃料电池从燃料源(例如，氢气)和氧化剂(例如，氧或空气)产生电力。化学反应不导致燃料燃烧来产生热能，因此对于此类反应的效率的热力学限制比常规电力产生工艺要大得多。在质子交换膜燃料电池中，燃料气体(通常为氢)在一个电极中离子化，且氢离子或质子扩散越过离子传导膜以与阴极侧的氧离子重组。反应的副产物是水以及电流的产生。
虽然上文引用的专利中所揭示的模块化PEM燃料电池的操作已取得巨大成功，但一直存在有损于其适用性的缺点。如第6,030,718和6,468,682号美国专利中所见的燃料电池的商业引入过程中遭遇的主要困难是，需要多种多样的零件来制造和生产所述燃料电池。明确地说，且如第6,030,718号美同专利中所见，此特定专利展示用于将来自各自PEM燃料电池模块的阴极覆盖物的力大体均匀地传输到下伏集电体的零件阵列，所述集电体被按压成与离子交换膜的相对的阳极侧和阴极侧形成欧姆电接触。同样在第6,468,682号美国专利中，其中所示的燃料电池设计包含与下伏集电体形成力传输关系的相当复杂的力施加弹簧阵列，所述集电体被这些弹簧迫使与离子交换膜形成欧姆电接触。
从这两个专利的教示中应了解，制造这些相当复杂的零件所带来的成本以及组装这些PEM燃料电池模块所需的时间是巨大的。此外，这些零件中时常可能发生的制造变化可导致并入在这些个别PEM燃料电池模块内的个别离子交换膜的性能减小。除了上述缺点外，时常还出现PEM燃料电池模块在高温环境中的操作方面的困难。
因此，本发明的主题是一种质子交换膜燃料电池和形成燃料电池的方法，其实现将从上述技术得到的益处，而且还避免单独与这些新颖的PEM燃料电池模块和堆叠型燃料电池相关联的不利之处。
发明内容
本发明的第一方面是提供一种质子交换膜燃料电池，其具有相对的阳极侧和阴极侧；以及相对于所述阳极侧和阴极侧的每一者而并置的个别电极，且其中所述电极的至少一者至少部分由多孔、导电陶瓷材料制成。
本发明的另一方面是提供一种用于质子交换膜燃料电池中的电极，且其具有质子交换膜，且其进一步包含设置成与质子交换膜形成欧姆电接触的多孔导电陶瓷衬底，且其同时充当散热器、气体扩散层并充当集电体；且向所述多孔导电陶瓷衬底施加催化剂层。
本发明的又一方面涉及一种质子交换膜燃料电池模块，其包含：界定腔的模块外壳，且其中所述腔与空气源和燃料气体源以流体流动关系耦合；定位在模块外壳的腔内的聚合质子交换膜，且其中所述聚合质子交换膜具有阳极侧和相对的阴极侧，且其中空气源供应到聚合质子交换膜的阴极侧，且燃料气体源供应到聚合质子交换膜的阳极侧；相对于聚合质子交换膜的阳极侧和阴极侧的每一者以并置关系定位的催化剂涂层；以及相对于位于聚合质于交换膜的阳极侧和阴极侧上的催化剂涂层以覆盖关系定位的多孔陶瓷导电衬底，且所述多孔陶瓷导电衬底进一步定位成与聚合质子交换膜的阳极侧和阴极侧的每一者形成欧姆电接触，且其中催化剂层和多孔陶瓷导电衬底形成聚合质子交换膜的阳极侧和阴极侧的每一者的陶瓷气体扩散电极。
本发明的又一方面涉及一种形成燃料电池的方法，其包含以下步骤：提供具有面向内和面向外的表面的一对多孔导电陶瓷衬底，并将所述对多孔导电陶瓷衬底定位成彼此隔开的关系；将催化剂涂层施加到多孔导电陶瓷衬底的每一者的面向内的表面；以及提供具有相对的阳极侧和阴极侧的聚合质子交换膜，并将所述聚合质子交换膜定位在其间，且相对于多孔导电陶瓷衬底的每一者形成欧姆电接触以形成燃料电池。
下文中将更详细地描述本发明的这些和其它方面。
附图说明
下文参看以下附图描述本发明的优选实施例。
图1是本发明的第一形式的透视分解侧面正视图。
图2是本发明的第一形式的第二透视分解侧面正视图，且其是从与图1中所见的位置相对的位置取得的。
图3是本发明的第一形式的透视侧面正视图，且其以组装配置展示。
图4是本发明的第一形式的透视侧面正视图，且其是从与图3中所见的位置相对的位置取得的。
图5是形成本发明的一部分的膜电极组合件的透视不完整侧面正视图。
图6是如图5中所见的膜电极组合件的透视不完整分解视图。
图7A、7B和7C是本发明的第二形式的透视分解侧面正视图。
图8是本发明的第二形式的透视侧面正视图，且其以组装配置展示。
图9是本发明的第二形式的透视侧面正视图，且其是从与图8中所见的位置相对的位置取得的。
具体实施方式
第一形式
更具体参看附图，图1中一般由标号10指示质子交换膜燃料电池和形成燃料电池的方法的第一形式。质子交换膜燃料电池模块10(下文中称为“PEM燃料电池模块”)包含本发明的两种形式，如下文将描述。如图1-4中所见的本发明的第一形式10包含与第6,030,718号美国专利中所见的非常类似的许多结构和组合件；所述美国专利的教示以引用的方式并入本文中。在此方面，本发明的PEM燃料电池模块10包含氢分配框架20，其由通常具有小于约500,000PSI的弯曲模数和通常小于约20,000PSI的压缩强度的衬底制成。如此，可利用若干适宜的或等效的热塑性材料。氢分配框架20包含如图1-4中所见的主体21。所述主体具有第一端22和相对的第二端23。此外，所述主体由外围边缘24界定。在组装配置中，有助于PEM燃料电池模块10的便利的于动操纵的把手25沿着外围边缘定位(图3)。如图1和2中所见，PEM燃料电池模块包含盒闩(cartridge latch)，其通常由标号26指示且其沿着外围边缘24枢转地固定，且其允许PEM燃料电池模块10与燃料电池电力系统(未图示)便利地耦合，但其在第6,030,718号美国专利中非常详细地加以论述。
如图1-4中所见，主体21界定多个大体上相对的腔30。这些腔分别标明为第一、第二、第三和第四腔31、32、33和34。此外，且再次参看图1和2，在主体21中的给定位置形成多个小孔35，其可操作以接纳下文将更详细描述的扣件。主体21进一步界定一般由标号40标明的一对通路(图2)。所述对通路包含：第一通路41，其允许将氢气从氢气源递送到腔31-34的每一者；以及第二通路42，其有助于分别从腔31-34的每一者去除杂质、水和未反应的氢气。图1和2中以虚线展示的链接通路43分别与个别第一和第二腔31和32的每一者可操作地流体耦合；且第三和第四腔33和34分别相对于彼此成流体流动关系，使得借助第一通路41递送的氢气可分别进入腔31-34的每一者。腔31-34的每一者的总体尺寸和形状大体相同。此外，每一腔界定一区域44，其支撑如下文将更详细描述的具有个别多孔陶瓷电极的质子交换膜。因此，多个小突起45定位在个别腔30的给定区域44的每一者中并一般垂直向外延伸。小突起升高质子交换膜或电池组合件或将其与氢分配框架隔开，使得燃料气体(如氢)可到达或以其它方式被均匀供应到质子交换膜的阳极侧。下文将对此进行更详细论述。
如图1-4中所见，第一和第二通路41和42相对于区域44的每一者以流体流动关系连接。如图1-4中所见，外围边缘24界定若干间隙或开口46。现参看图2，第一和第二通路41和42每一者具有终端47，其具有给定的外部直径大小。通路的每一者的终端可操作以相对于流体歧管以流体流动关系配对耦合，所述流体歧管通常制造成与第6,030,718号美国专利中更充分描述的燃料电池电力系统成一体。
现参看图5，质子交换膜燃料电池模块10包含多个一体式膜电极组合件(MEA)50，其分别单独接纳在各自第一、第二、第三和第四腔31-34的区域44中。具有新颖构造且可与第6,030,718号美国专利中所教示的MEA以及其它MEA区分的MEA 50包含一般由标号51指示的固体聚合质子交换膜。所述固体聚合质子交换膜51由外围边缘52界定，且进一步具有阳极侧53和相对的阴极侧54(图6)。在附图中所见的构造中，应了解，固体聚合质子交换膜51与具有相反侧的多孔电绝缘衬底成一体。下文将相对于根据本发明的形成燃料电池的方法更详细地论述多孔电绝缘衬底的用途。固体聚合质子交换膜50以与早期美国专利中所揭示的方式类似的方式操作，且可在商标NAFIONTM下从商业来源购得。
相对于同体聚合质子交换膜50，众所周知，聚合质子交换膜的结构是聚合质子交换膜50中形成有相对较小的内部空隙(未图示)。在如图1-4中所见的配置中，应了解，固体聚合质子交换膜51中可进一步包含或并入有填充聚合质子交换膜的至少一些内部空隙的离子液体。在此方面，例如第5,827,602号和第6,531,241号美国专利中揭示的离子液体对于此用途是可接受的。离子液体可包括具有阳离子和阴离子的疏水性离子液体，且其中阳离子选自包括吡啶鎓、哒嗪鎓、嘧啶鎓、吡嗪鎓、咪唑鎓、吡唑鎓、噻唑鎓、恶唑鎓和三唑鎓的群组；且阴离子是含有多原子阴离子的非刘易斯酸(non-Lewisacid)，其范德瓦尔斯体积(van der Waals volume)超过100立方埃。在另一形式中，离子液体可包括具有由隔离基团分离的两个或两个以上不定域阳离子的盐，且其中所述阳离子选自包括吡啶、哒嗪鎓、嘧啶鎓、吡嗪鎓、咪唑鎓、吡唑鎓、噻唑鎓、恶唑鎓和三唑鎓的群组；且其中所述盐还包括适当数目的阴离子以维持电荷中性，且其中所述阴离子是范德瓦尔斯体积超过100立方埃的多原子阴离子。第5,827,602号美国专利和第6,531,241号美国专利的教示以引用的方式并入本文中。在下文将描述的方法中，固体聚合质子交换膜可以使得其阳极侧和阴极侧53和54大体上符合下文将更详细描述的邻近阳极和阴极电极的表面拓扑的方式制造。应了解，在本发明的一些形式中，多个离子液体可填充聚合质子交换膜51的至少一些内部空隙，以向所述聚合质子交换膜51提供增强的性能。例如分散体浇注等各种技术预期用于本发明的此方面。
现参看图5和6，如图1所见的质子交换膜燃料电池模块10包含(如上所述)：分别具有相对的阳极侧和阴极侧53和54的质子交换膜51；以及相对于所述阳极侧和阴极侧的每一者以并置关系单独定位的一对多孔陶瓷电极。所述对多孔陶瓷电极包含第一阳极电极61和相对的阴极电极62。各自多孔陶瓷电极61和62至少部分设置成与固体聚合质子交换膜51的各自阳极侧和阴极侧53和54形成欧姆电接触。阳极和阴极电极61和62的每一者具有主体63，其至少部分由包括导热的第IVB-VIB族过渡金属二硼化物的多孔导电陶瓷材料衬底形成。更明确地说，主体63至少部分由选自包括二硼化钛和二硼化锆的群组的多孔导电陶瓷材料形成。相对于所述对电极60，个别电极61和62的主体63具有小于约60微欧-厘米的电阻率。此外，主体63由具有大于约1到约1,000格雷秒(Gurley seconds)的气体孔隙度的多孔导电陶瓷材料制成。各自电极61和62的每一者具有面向内的表面64和相对的面向外的表面65。如图6中所见，且在组装工艺期间，分别在各自阳极和阴极电极61和62的面向内的表面64之间界定间隙66。在组装期间，如下文将更详细论述，固体聚合质子交换膜51定位在其间，且接着使用下文将描述的方法制造成与电极61和62的每一者成一体。
如图6中所见，各自电极61和62的面向外的表面65中形成有多个通道70。应了解，形成阳极和阴极电极61和62的每一者的主体63的多孔导电陶瓷材料衬底由导热的多孔导电陶瓷材料形成，且所述多孔导电陶瓷材料充当散热器并进一步用于控制气体扩散的速率。在已组装并被致使操作时，质子交换膜燃料电池10产生热能和水作为副产物。多孔导电陶瓷材料的导热性质是去除燃料电池操作期间由质子交换膜燃料电池模块10产生的热能的大部分热能这样一种性质。此外，形成电极的每一者的主体63的多孔导电陶瓷材料衬底保持在PEM燃料电池模块10操作期间产生的一定量的水以致使质子交换膜燃料电池大体上自增湿。另外，由于多孔导电陶瓷主体63的性质的缘故，此结构同时充当质子交换膜燃料电池模块10的集电体。本发明10的此特征大体上消除例如第6,030,718号美国专利的图28中所见的集电体190等结构，所述美国专利的教示以引用的方式并入本文中。本发明的此方面进一步使设备10比此早期参考中教示的更易制造，且设计上更简单。在此方面，且在本发明中，PEM燃料电池模块10在被致使操作时具有最佳电力输出，且其中在不将可察觉的外力分别施加到阳极和阴极电极61和62的情况下实现所述最佳电力输出。本发明的此特征消除第6,030,718号美国专利中分别在标号202、203和221处所见的结构。应了解，先前美国专利中的这些结构经设计以将力大体均匀地传输到集电体190，借此维持集电体与膜电极扩散组合件的各自阳极侧和阴极侧的有效欧姆电接触。通过下文将描述的制造方法形成的本发明10完全不需要这些结构，借此致使本发明有用得多且易于制造并具有进一步增强的可靠性程度。
相对于本文所描述的陶瓷阳极和阴极电极，从以上论述中应了解，形成其主体63的各自导电陶瓷材料衬底具有个别孔尺寸，其增加PEM燃料电池模块10操作期间所产生的液态水中的氧夹带。此外，所述多孔导电陶瓷材料衬底的孔隙度保持并分散充分的液态水，以便致使质子交换膜燃料电池10大体上自增湿。在图5中所见的配置中，由多孔导电陶瓷材料形成的主体63具有约5到约200微米的孔尺寸和小于约10mm的厚度。应了解，面向外的表面65中形成的通道70增加所述面向外的表面65的表面，且因此提供用于有效耗散PEM燃料电池模块10操作期间所产生的热能的手段(如下文将描述)。此外，这些相同结构在某种程度上控制电极的气体扩散速率。此外，且如图6中所见，薄催化剂层71分别形成或沉积在第一和第二电极61和62的面向内的表面64上。催化剂层71选自包括铂黑、碳上铂和/或复合贵金属材料的群组。当完全组装时(图5)，催化剂层或涂层71(图6)相对于固体聚合质子交换膜51的阳极侧和阴极侧53和54的每一者以并置关系定位。如下文将更详细论述，形成燃料电池的方法包含以下步骤：提供对于催化剂层或涂层71大体上分别符合各自阳极和阴极电极61和62的面向内的表面64的表面拓扑是有效的条件。在此方面，催化剂涂层穿透到形成各自电极60的主体63的多孔导电陶瓷衬底的每一者的面向内的表面的孔中某一距离。
应了解，膜电极组合件50是单一一体式结构，且其当供应有燃料气体源和空气源时可全面操作以产生电输出，而不需要对所述膜电极组合件50应用任何类型的外力或机械力施加组合件。
本发明10还涉及一种形成燃料电池的方法，且其在其最广义方面包含第一步骤：提供具有面向内和面向外的表面64和65的一对多孔导电陶瓷衬底(例如，63)；以及将所述对多孔导电陶瓷衬底定位成相对于彼此隔开的关系。参看图6最清楚地看到此。本发明的方法包含另一步骤：将催化剂涂层或层71施加到所述多孔导电陶瓷衬底63的每一者的面向内的表面64。此外，所述方法包含另一步骤：提供具有相对的阳极侧和阴极侧53和54的聚合质子交换膜51；以及将所述聚合质子交换膜定位在其间，且相对于所述多孔导电陶瓷衬底的每一者形成欧姆电接触以形成所述燃料电池(图5)。如上所述，如图6中可见的多孔导电陶瓷衬底63具有约5到约200微米的孔尺寸和表面拓扑，且其中所述施加所述催化剂涂层或层71的步骤进一步包括以下步骤：提供对于所述催化剂涂层71大体上符合所述表面拓扑并穿透到所述多孔导电陶瓷衬底63的每一者的所述面向内的表面的孔中某一距离是有效的条件。如上文简要论述，且在MEA 50的组装期间，在所述各自多孔导电陶瓷衬底63的所述面向内的表面64之间界定间隙66，且所述方法包含另一步骤：提供聚合质了交换膜51，并进一步将流体聚合质子传导分散体供应并包含在所述间隙66内；以及提供将所述流体聚合质子传导分散体有效地转换成具有阳极侧和阴极侧53和54的固体聚合质子交换膜51的条件，且所述固体聚合质子交换膜51大体上符合所述多孔导电陶瓷衬底63的每一者的各自面向内的表面64的表面拓扑。
在本发明的方法中，还可通过如下文描述的方法形成MEA 50。在此方面，在所述各自多孔导电陶瓷衬底63的面向内的表面64之间界定间隙66，且其中所述提供所述聚合质子交换膜51的步骤进一步包括以下步骤：提供具有相对侧的聚合质子交换膜51；将与所述聚合质子交换膜51相容的流体聚合质子传导分散体涂层施加在所述聚合质子交换膜的所述相对侧的每一者上；以及提供将所述流体聚合质子传导分散体有效地转换成所述聚合质子交换膜50的一部分的条件。在提供这些条件的步骤期间，将多孔导电陶瓷衬底63每一者放置成与固体聚合质子交换膜51接触，且所提供的条件是使得流体聚合质子传导分散体大体上符合所述多孔导电陶瓷衬底63的每一者的各自面向内的表面64的表面拓扑以形成所得的膜电极组合件50。将所述流体聚合质子传导分散体有效地转换成所述聚合质子交换膜的一部分的这些条件可包含(尤其)对组合件进行加热以便将流体聚合质子传导分散体转换成固体。
在本发明中所见的制造燃料电池的方法中，制造或制作适当的膜电极组合件50的另一方法包含下文陈述的步骤。如早先所描述，在各自多孔导电陶瓷衬底63的面向内的表面64之间界定间隙66，且其中所述提供所述聚合质子交换膜50的步骤进一步包含以下步骤：提供具有相反侧(未图示)的多孔电绝缘衬底；以及提供流体聚合质子传导分散体并将所述流体聚合质子传导分散体并入到所述多孔电绝缘衬底中。在此方面，多孔电绝缘衬底可包含如纤维素衬底、塑料衬底的衬底，以及可并入流体聚合质子传导分散体的其它介电材料。在上文描述的方法中，所述方法可包含另一步骤：在所述提供所述流体聚合质子传导分散体的步骤之后，将并入有所述流体聚合质子传导分散体的所述电绝缘衬底定位在所述对多孔陶瓷导电衬底63之间界定的间隙66中。所述方法包含另一步骤：将所述各自多孔陶瓷导电衬底63单独定位成与所述多孔电绝缘衬底的相反侧形成物理接触以提供所得的组合件；以及提供将所述流体聚合质子传导分散体有效地改变为固体聚合质子交换膜50的温度条件，所述固体聚合质子交换膜50设置成与所述多孔陶瓷导电衬底63的每一者形成欧姆电接触以形成如图6和7中所见的膜电极组合件50。
在上文描述的方法中，为了制造膜电极组合件50，所述方法可包含额外步骤。如早先所描述，聚合质子交换膜51通常具有多个内部空隙，且所描述的方法进一步包含以下步骤：提供离子液体，并用所述离子液体填充所述聚合质子交换膜51的至少一些内部空隙。在本方法中，离子液体可包含多个离子流体。在此方面，且在上文描述的方法中，离子液体可包括具有阳离子和阴离子的疏水性离子液体，且其中所述阳离子选自包括吡啶鎓、哒嗪鎓、嘧啶鎓、吡嗪鎓、咪唑鎓、吡唑鎓、噻唑鎓、恶唑鎓和三唑鎓的群组；且所述阴离子是含有多原子阴离子的非刘易斯酸，其范德瓦尔斯体积超过100立方埃。此外，且在上文描述的方法中，离子液体还可包括具有由隔离基团分离的两个或两个以上不定域阳离子的盐，且其中所述阳离子选自包括吡啶鎓、哒嗪鎓、嘧啶鎓、吡嗪鎓、咪唑鎓、吡唑鎓、噻唑鎓、恶唑鎓和三唑鎓的群组；且其中所述盐还包括适当数目的阴离子以维持电荷中性，且其中所述阴离子是范德瓦尔斯体积超过100立方埃的多原子阴离子。在上文描述的方法中，多孔陶瓷导电衬底63每一者可由二硼化钛和/或二硼化锆制成(如下文将描述)。
在形成燃料电池的方法中，所述方法包含用于制造适宜的导电陶瓷材料衬底63的步骤。在此方面，所述提供所述对多孔陶瓷导电衬底63的步骤进一步包含以下步骤：提供具有预定尺寸的导电陶瓷颗粒源；以及提供界定腔的设备(未图示)；以及将所述导电陶瓷颗粒源沉积在所述设备内达到预定深度。随后，所述方法包含以下步骤：向所述腔内的所述导电陶瓷颗粒施加压力以实现给定孔隙度；以及烧结所述陶瓷颗粒以产生所得的多孔导电陶瓷衬底63。应了解，粘合剂和其它材料可与导电陶瓷颗粒源混合，且随后可通过烧结步骤从陶瓷衬底处去除。在本方法中，导电陶瓷颗粒具有约4到约35微米的尺寸，且所得的多孔导电陶瓷衬底35每一者具有约1到约1,000格雷秒的气体孔隙度。在本发明的方法中，设备包括模具，且所得的多孔导电陶瓷材料可形成为如图5和6所示的平坦薄片，或进一步可形成为其它不同形状。在本方法中，所得的多孔导电陶瓷衬底通常具有小于约10mm的厚度。
返回参看展示本发明的燃料电池模块10的第一形式的分解透视图的图1和2，在图2中将看到，燃料电池模块10包含个别阳极电流翼片，其一般由标号80指示且其具有定位在区域44内的第一端81(图1)，并分别处于第一、第二、第三和第四腔31、32、33和34中。各自阳极电流翼片可密封地耦合到氢分配框架20。每一阳极电流翼片具有相对的第二端82(图2)，其接着可电耦合到电总线(未图示)。在操作期间，由MEA 50产生的电力借助各自阳极电流翼片80传输到例如可能并入在例如第6,030,718号和第6,468,682号美国专利等专利中更充分揭示的燃料电池电力系统中的适宜的电总线，所述专利的教示以引用的方式并入本文中。如附图中所看到，如图5中所见的MEA 50分别接纳在相对的腔31、32、33和34的每一者内。应了解，在此配置中，固体聚合质子交换膜51的阳极侧53当接纳在各自腔31-34中时(相对于彼此)接近地相关，且阴极侧54远离地相关。阳极周边密封件83定位在MEA 50的每一者的外围边缘周围。阳极周边密封件经设计和配置以便防止供应到膜电极组合件50的阳极侧53的燃料气体从阳极侧53泄漏掉。此外，且如图1和2的分解图中所见，本发明的第一形式的质子交换膜燃料电池模块10进一步包含个别阴极电流翼片84，其放置成与固体聚合质子交换膜51的阴极侧54形成欧姆电接触。如附图中看到，阴极电流翼片具有第一部分85，其放置成与多孔导电陶瓷衬底63的形成定位在固体聚合质子交换膜52的阴极侧53上的电极的面向外的表面65形成欧姆电接触。此外，阴极电流翼片的每一者具有相对的第二端或远端86，其可耦合到可能并入到前述现有技术专利中所描述的燃料电池电力系统中的适宜的电总线。
如上文简要论述，且在图1-6中所见的配置中，举例来说，PEM燃料电池模块10在被致使操作时具有最佳电力输出，且其中在不将可察觉的外力分别施加到阳极和阴极电极的情况下实现所述最佳电力输出。当然，这与第6,030,718号和第6,468,682号美国专利中揭示的情况形成鲜明对比，所述美国专利包含各种集电体和其它弹簧及偏置配置，所述弹簧及偏置配置已用于施加预定量的力以便维持那些参考中所揭示的集电体与那些专利的每一者中所描述的膜电极扩散组合件之间的有效欧姆电接触。如本发明附图中所看到，通过沿着氢分配框架20的外围边缘界定的间隙46接纳阴极电流翼片84的第二部分86。
仍参看图1和图2，如图所示，本发明的燃料电池模块10包含一般由标号90指示的夹板。所述夹板由外围边缘91界定，所述外围边缘91中形成有若干小孔92。所述小孔相对于形成在氢分配框架20的外围边缘24中的小孔35大体上同轴对准。此外，如图所示，每一夹板具有第一MEA小孔93和第二MEA小孔94。应了解，这些小孔的尺寸小于定位在固体聚合质子交换膜51的阴极侧54的各自多孔导电陶瓷衬底63的表面积。因此，MEA 50固定或俘获在夹板90与氢分配框架之间并分别处于各自腔31-34内。
如图1和2的分解图中所见，本发明的第一形式的PEM燃料电池模块10包含个别铝网或开孔铝泡沫衬底100，其分别放置成相对于个别定位在聚合质子交换膜51的阴极侧54上的多孔导电陶瓷衬底63的面向外的表面65成热传递关系。铝网或泡沫衬底100每一者有助于空气从中通过，且进一步将PEM燃料电池模块10操作期间所产生的热能传导远离相对于其并置的陶瓷导电衬底63的每一者。应了解，且在质子交换膜燃料电池10的操作期间，燃料电池同时产生电力输出连同热量和水。在所见的布置中，定位在阳极侧和阴极侧的多孔导电陶瓷衬底63充当散热器，并将PEM燃料电池模块操作期间产生的热能传输远离固体聚合质子交换膜51。铝网或泡沫衬底100具有面向内的表面101，其放置成与多孔导电陶瓷衬底63的面向外的表面65成热传递关系，且其与固体聚合质子交换膜51的阴极侧54接触。如此，铝网或泡沫衬底100传导热能远离MEA 50，且此外，空气流103(如图3和4中所示)通过质子交换膜燃料电池模块10的盖(如下文将描述)，并通过所述铝网或泡沫衬底，且传导已产生的热能远离所述铝网或泡沫衬底。应了解，借助提供到PEM燃料电池模块10的此阴极空气流103可去除由燃料电池模块10的操作产生的大部分热能。另外，此阴极空气流103提供质子交换膜燃料电池产生电势所必需的氧源。阴极空气流通常由燃料电池电力系统(未图示)提供。诸如多翼散热器板等其它结构可代替铝泡沫衬底100而不脱离本发明的教示。
仍参看图1和2，本发明的第一形式的燃料电池模块10包含相对的阴极盖，其一般由标号110指示。如图1-4中所见，阴极盖的每一者大体相同且以下论述将参考一个阴极盖进行，应了解，相对的阴极盖大体相同。在此方面，将看到，各自阴极盖110具有第一端111和相对的第二端112。此外，各自阴极盖由第一部分113和第二部分114界定。第一和第二部分分别相对于各自相对设置的腔31、32、33和34大体对准。如所见，阴极盖由外围边缘115界定，所述外围边缘115中形成有多个小孔116。这些小孔与形成在夹板90中的小孔92大体对准。如早先所描述，这些小孔进一步与形成在氢分配框架20中的小孔35对准。这些同轴对准的小孔可操作以接纳穿过其的个别扣件117。所述扣件可操作以将各自阴极盖110固定在一起，借此以适当定向将承载各自MEA 50的氢分配框架20定位在其间。
各自阴极盖每一者界定一般由标号120指示的空气通路。空气通路120包含第一和第二部分121和122(图4)。空气通路120可操作以接纳阴极空气流103，如图3所示。如早先所描述，阴极空气流103可操作以去除PEM燃料电池模块操作期间所产生的热能的大部分热能。如参看图1和2所见，各自阴极盖110具有面向外的表面123(图1)和相对的面向内的表面124。面向内的表面124界定两个个别腔125，其可操作以配对地将铝网或泡沫衬底100接纳在其中。应了解，当完全组装时，铝网或泡沫衬底沿着空气通路120的第一和第二部分121和122而定位，且相对于各自多孔导电陶瓷衬底63的面向外的表面65成热传递关系而个别固定在给定位置。因此，应了解，向质子交换膜燃料电池模块10提供阴极空气流103，且所述质子交换膜燃料电池模块10在被致使操作时进一步产生电力输出、热能和水作为副产物。此外，各自陶瓷气体扩散电极61和62由多孔导电陶瓷衬底63界定，其上施加有催化剂层71且其进一步可操作以将质子交换膜燃料电池模块操作期间产生的热能的大部分热能耗散到空气流103，并进一步同时充当质子交换膜燃料电池模块10的个别集电体。各自陶瓷气体扩散电极61和62在质子交换膜燃料电池模块10的操作期间保持充分的液态水，以便致使所述质子交换膜燃料电池模块10大体上自增湿。另外，由个别多孔导电陶瓷衬底63界定的其上施加有催化剂层71的各自陶瓷气体扩散电极61和62有效地作为散热器而操作，且其传输所述质子交换膜燃料电池10的操作期间产生的热能的一部分以便以有助于产生所要的电流输出的量维持聚合质子交换膜51的水合作用。此特征对于本发明来说很重要，因为从PEM燃料电池模块10过多地去除水合作用可导致PEM燃料电池模块的操作故障。另一方面，在PEM燃料电池模块中保持过多的水合作用可导致PEM燃料电池模块“淹没”。在此情形下，PEM燃料电池模块也不能产生最佳电力输出。如早先所描述，质子交换膜燃料电池模块10与早先美国专利中更充分描述的质子交换膜燃料电池电力系统组合利用，所述美国专利以引用的方式并入本文中。将质子交换膜燃料电池电力系统布置为在操作中使得质子交换膜燃料电池模块的每一者可易于手动地与质子交换膜燃料电池电力系统电去耦，而剩余的质子交换膜燃料电池模块10继续操作。如参看图1和2所见，各自阳极电流翼片80和阴极电流翼片84与接口卡130电耦合。所述接口卡可操作以与制造成与燃料电池电力系统(未图示)成一体的适宜的电总线电耦合。
第二形式
分别参看图7-9最佳观察到并入有本发明特征的质子交换膜燃料电池模块的第二形式，且所述第二形式一般由标号200指示。现参看图7B，本发明的第二形式200包含一般由标号201指示的在中央设置的支撑板。中央支撑板201具有第一端或上端202以及相对的第二端或下端203。此外，中央支撑板具有第一大体垂直设置的外围边缘204以及相对的第二垂直设置的外围边缘205。中央支撑板201界定多个(5个)腔210，且其分别设计为第一、第二、第三、第四和第五腔211、212、213、214和217并位于其相对侧。这些个别腔可操作以接纳MEA的阴极侧，如下文将更详细描述。如图7B中所见，中央支撑板201具有穿过其而形成并定位在给定位置的多个小孔215。这些小孔可操作以穿过其而接纳螺纹扣件(如下文将描述)，以便将PEM燃料电池模块200固定在所组装的配置中。除了以上内容外，中央支撑板201还界定沿着第一端或上端202而定位的若干通道216。各自通道220一方面可操作以接纳个别阴极电流翼片(如下文将描述)，且进一步允许空气通过其，所述空气接着可与MEA的阴极侧接触(下文将对其进行更详细论述)。在如图7-9中所见的配置中，本发明提供一种质子交换膜燃料电池模块200，其中膜电极组合件(MEA)的阴极侧(如下文将描述)相对于彼此接近地相关，且MEA的阳极侧相对于彼此远离地相关。
仍参看图7B，将看到，质子交换膜燃料电池模块200包含一般由标号230指示的阳极支撑板，且其与中央阴极支撑板201配对地协作。在此方面，阳极支撑板230具有第一端或上端231以及第二端或下端232。阳极支撑板界定多个小孔或腔，其一般由标号233指示，且分别识别为第一、第二、第三、第四和第五小孔234-238。这些各自小孔234-238每一者可操作以在其中接纳个别MEA，如下文将更详细地描述。如图7B中所说明，阳极支撑板230分别界定第一和第二通路241和242。第一通路可操作以借助较小的第二通路244将燃料气体(未图示)分别传导到各自腔或小孔234-238，如附图中所说明。此外，第二通路242可操作以借助所述相同通路从PEM燃料电池模块200去除任何未反应的燃料气体和由于PEM燃料电池模块操作200而产生的水，并进一步将其排出。如图7B中所见，多个小孔243形成在阳极支撑板230中，且可操作以接纳穿过其而延伸的螺纹扣件以便将质子交换膜燃料电池模块200固定在已组装配置中。
一般由标号250指示的个别阳极周边密封件分别被接纳在第一、第二、第三、第四和第五小孔234-238中。阳极周边密封件250可操作以将MEA(下文将论述)可密封地耦合到阳极支撑板230。各自阳极周边密封件250大体上防止供应到MEA的阳极侧的燃料气体(例如，氢)泄漏到所述MEA的阴极侧(如下文将更详细论述)。如图7B中所见，质子交换膜燃料电池模块200的第二形式包含一般由标号251指示的气体歧管。所述气体歧管251可操作以与中央支撑板201的第一外围边缘204流体配对地协作。在此方面，气体歧管通常界定第一分叉的流体通路252，其具有第一部分253和第二部分254。应了解，第一分叉的流体通路252相对于燃料气体(例如，氢)源以流体流动关系耦合，且所述燃料气体源被递送到由阳极支撑板230界定的第一燃料气体通路241。此外，歧管251具有相对于第二通路242以流体流动关系耦合的第二通路255。应了解，从其中去除未反应的燃料气体和PEM燃料电池模块200操作操作期间产生的水。
现参看图7B和7C，质子交换膜燃料电池模块200的第二形式包含多个膜电极组合件(MEA)260，且其分别单独接纳在由各自阳极支撑板230界定的第一、第二、第三、第四和第五小孔234-238内。MEA 260每一者包含固体聚合质子交换膜261，其以与相对于本发明的第一形式10所揭示的方式相同的方式制造。此外，各自MEA 260每一者包含陶瓷阳极电极262和相对的陶瓷阴极电极263。如以上附图中所见，在本发明的此第二形式200中，各自MEA 260的配置是使得各自MEA的阴极电极263接近地相关，且阳极电极262远离地相关，如下文中将了解。如附图中所见，MEA 260的每一者具有外围边缘264，且各自阳极周边密封件250可操作以在外围边缘250周围可密封地相配，并将各自MEA可密封地分别支撑在小孔234-238内。如参看图7B最佳看到，各自陶瓷阴极电极263分别接纳在由中央阴极支撑板201界定的第一、第二、第三、第四和第五腔211-214和217中。如下文中将看到，提供阴极空气流，且其以可由陶瓷阴极电极263接收来自空气流的氧并进而致使MEA操作的方式通过阴极支撑板。在所有其它方面，所述个别MEA与早先相对于本发明的第一形式10描述的MEA相同，且不主张对其进行进一步论述。
一般由标号270指示的阴极电流翼片安装成与MEA 260的每一者的陶瓷阴极电极263形成欧姆电接触。阴极电流翼片每一者具有放置成与陶瓷阴极电极263形成欧姆电接触的第一端271，和电耦合到下文将描述的接口总线的相对的第二端272。此外，阳极电流翼片273放置成与各自MEA 260的陶瓷阳极电极262形成欧姆电接触(图7A和7C)。类似地，阳极电流翼片具有放置成与陶瓷阳极电极262形成欧姆电接触的第一端274，和电耦合到接口总线280的相对的第二端275，所述接口总线280以中间配合关系配对地放置在中央阴极支撑板201的第一端202上。接口总线280具有第一端281、相对的第二端282，以及分别相对的第一和第二侧283和284。各自的阳极和阴极电流翼片273和270分别与相对的第一和第二侧283和284耦合。接口总线可操作以将由PEM燃料电池模块20产生的电能传导到定位在其第一端281的电接触件285。如此，接口总线280可操作以与如第6,468,682号美国专利中更充分描述的质子交换膜燃料电池电力系统可释放地电耦合，所述美国专利的教示以引用的方式并入本文中。
如图7A和7C(其当然是上文论述的图7B的延续)中最佳所见，质子交换膜燃料电池模块200的第二形式包含一般由标号290指示的个别铝网或泡沫衬底，其放置成相对于与各自MEA 260成一体的陶瓷阳极电极262成热传递关系。个别铝网衬底290可操作以将由于质子交换膜燃料电池模块200的操作而产生的热能传导远离陶瓷阳极电极262，以便将固体聚合质子交换膜261的温度维持在可接受的温度。此外，可密封地定位在陶瓷阳极电极262的外围边缘周围的是个别阳极外部密封件300，其操作以将各自MEA 260与一般由标号310指示的电绝缘板或框架可密封地耦合，且进一步将铝网或泡沫290与其密封。在此配置中，铝网或泡沫290提供用于将燃料气体递送到MEA 260的气体扩散路径。电绝缘板或框架310如名称所指示并不导电，且其中形成有多个小孔311，并可接纳穿过其的带螺纹扣件且其将质子交换膜燃料电池模块200的第二形式固定在一起。绝缘板或框架310进一步可操作以将热能传导远离陶瓷阳极电极262。这通过传输热能越过铝网或泡沫衬底290并穿过电绝缘板310而实现。与各自电绝缘板或框架310成热传递关系而定位的是一般由标号320指示的阳极散热器。各自散热器320具有面向内的表面321，其相对于绝缘板310和面向外的表面322而放置。此外，多个小孔323形成在其中，且其与形成在电绝缘板310中的小孔311同轴对准。此外，面向外的表面由若干散热翼片324界定，所述散热翼片324可操作以耗散各自陶瓷阳极电极262处已产生的热能，并将所产生的热量辐射到供应到质子交换膜燃料电池模块200的第二形式的分叉空气流，如下文将更详细描述。
分别如图7A和7C中所见，质子交换膜燃料电池模块200的第二形式包含一对协作且大体呈镜面成像的燃料电池模块盖，其一般由标号330指示。所述对盖配对地结合在一起以界定接纳上文描述的结构的腔。在此方面，每一燃料电池模块盖具有第一端331、相对的第二端332、面向外的表面333和相对的面向内的表面334。此外，每一盖具有面向前的边缘335和相对的面向后的边缘340。每一燃料电池模块盖330具有把手341，其制造成与面向前的边缘335成一体，且为操作者(未图示)提供便利的手握持以抓取质子交换膜燃料电池模块200并手动将其从与第6,468,682号美国专利中所描述的类似的燃料电池电力系统中去除，所述美国专利的教示以引用的方式并入本文中。此外，向后边缘340分别界定第一和第二凹进区域或区342和343，且所述凹进区域或区之间界定小孔(如图9中所见)，所述小孔允许接口总线280的第一端281延伸穿过其并使得可实现与燃料电池电力系统制成一体的电总线电接触；且此外，所述小孔中的一者允许接近气体歧管251及其各自通路252和255。如附图中所见，面向内的表面334界定多个离散通道344，，且其单独可操作以配对地接纳与各自阳极散热器320的面向外的表面322成一体的各自发热翼片324。如参看图8和9最佳说明，向质子交换膜燃料电池模块200的第二形式供应分叉的空气流，其一般由标记为350的箭头指示。分叉的空气流350包含用于将空气供应到与MEA 260的每一者成一体的陶瓷阴极电极263的第一空气流351；且此外包含在阳极散热器320上行进的第二阳极散热器流352。分叉的空气流，且更明确地说，阳极散热器空气流352可操作以去除质子交换膜燃料电池模块200的操作期间产生的热能的大部分热能。
操作
相信所描述本发明实施例的操作易于被人们所了解，且在此对其进行简要概述。
在本发明的最广义方面，本发明涉及由标号10和200指示的质子交换膜燃料电池，且其分别包含具有相对的阳极侧和阴极侧的质子交换膜51和261；以及相对于所述阳极侧和阴极侧的每一者而并置的个别陶瓷电极，且其中所述电极的至少一者至少部分由多孔、导电陶瓷材料制成。在各个附图中所见的布置中，多孔导电陶瓷材料衬底63至少部分包括导热的第IVB-VIB族过渡金属二硼化物。通常，多孔导电陶瓷材料衬底63选自包括二硼化钛和二硼化锆的群组。在附图中所见的布置中，多孔导电陶瓷材料衬底63具有小于约60微欧-厘米的电阻率，和大于约1格雷秒的孔隙度。在上文描述的布置中，质子交换膜燃料电池模块10和200在操作期间产生水作为副产物，且多孔导电陶瓷材料衬底63吸收并保持一定量的水以使所述质子交换膜燃料电池模块10和200大体上自增湿。在所描述的布置中，形成用于本发明每一形式的各自电极的多孔导电陶瓷材料衬底包含催化剂层71，其施加到其面向内的表面以形成所得电极61和62。本发明中利用的催化剂层选自包括铂黑、碳上铂和/或复合贵金属材料的群组。陶瓷电极每一者具有由多个孔界定的表面拓扑，且通过将流体质子传导分散体浇注到所述个别电极上、并随后创造将所述流体质子传导分散体转换成具有阳极侧和阴极侧的固体质子交换膜51和261的条件来形成所述质子交换膜51、261，且所述固体质子交换膜51和261大体上分别符合电极262和263的每一者的表面拓扑。在另一布置中，提供多孔电绝缘分离器(未图示)，其定位在个别电极之间，且质子交换膜251、261制造成与所述多孔电绝缘分离器成一体。在此布置中，质子交换膜大体上符合邻接陶瓷电极的每一者的表面拓扑。在所见的布置中，质子交换膜燃料电池模块10和200在小于200摄氏度的温度下操作。在本发明的每一形式中，如附图中所见，形成各自电极61和62的多孔导电陶瓷材料衬底63(图5)是导热的，并充当散热器，且在本发明的特定形式中进一步去除由质子交换膜燃料电池模块10、200在操作期间产生的大部分热能。
在如附图中所见的本发明的两种形式中，本发明10、200实现优于早先现有技术专利的新颖性，因为PEM燃料电池模块在被致使操作时具有最佳电力输出，在不将可察觉的外力分别施加到阳极和阴极电极61、62、262和263的情况下实现所述最佳电力输出。这当然从早先专利结构中消除许多零件，从而使本发明的PEM燃料电池模块配置相当有利。举例来说，本发明允许消除例如几乎覆盖电极的整个表面区域的现有技术集电体等零件，因为多孔导电陶瓷材料衬底同时充当如本文所示的质子交换膜燃料电池模块10和200的集电体。已发现，使得电极由多孔导电陶瓷材料制成的本发明配置是有利的，因为多孔导电陶瓷材料具有孔尺寸，所述孔尺寸增加由于PEM燃料电池模块操作而形成的液态水中的氧夹带。此外，陶瓷电极62和263进一步保持和耗散充分的液态水以便致使质子交换膜燃料电池模块10和200大体上自增湿。在所主张的本发明中，多孔导电陶瓷材料通常具有约5到约200微米的孔尺寸。如本文所示，本发明10和200还涉及用于质子交换膜燃料电池模块中的电极61、62、262和263，且其具有质子交换膜51、261，且其包含设置成与所述质子交换膜形成欧姆电接触的多孔导电陶瓷衬底63，且其中所述电极同时充当散热器、气体扩散层并充当集电体；且进一步包含施加到所述多孔导电陶瓷衬底63以形成所得电极的的催化剂层71(图6)。如本文所论述，多孔导电陶瓷衬底63具有小于约10mm的厚度。此外，此相同结构可在模制或制作工艺中形成为多种不同形状。此外，在本发明10和200中，质子交换膜51、261可以包含增加所述质子交换膜51、261的性能的各种离子流体的方式制造。
在本发明中，揭示质子交换膜燃料电池模块10和200，其包含界定腔的模块外壳120、330，且其中所述腔相对于空气源和燃料气体源以流体流动关系耦合。此外，聚合质子交换膜51、261定位在所述模块外壳的所述腔内，且其中所述聚合质子交换膜具有阳极侧和相对的阴极侧。在此配置中，所述空气源供应到所述聚合质子交换膜51、261的所述阴极侧，且所述燃料气体源供应到所述聚合质子交换膜的所述阳极侧。在本发明中，催化剂涂层71(图6)相对于所述聚合质子交换膜51、261的所述阳极侧和阴极侧的每一者以并置关系定位；且多孔陶瓷导电衬底63相对于所述催化剂涂层成覆盖关系定位。多孔陶瓷导电衬底63位于所述聚合质子交换膜51、261的所述阳极侧和阴极侧，且进一步定位成与其形成欧姆电接触。催化剂层和多孔陶瓷导电衬底形成所述聚合质子交换膜的所述阳极侧和阴极侧的陶瓷气体扩散电极61、62、262和263。在所描述的配置中，在PEM燃料电池模块10、200被致使操作时，所述模块产生电流输出、热能和水作为副产物。所述聚合质子交换膜51、261需要一定量的水合作用以便产生电力输出，且各自陶瓷气体扩散电极62、262每一者充当散热器以将所述质子交换膜燃料电池模块10、200的操作期间产生的热能的一部分传输远离所述聚合质子交换膜51、261，以便以有助于产生所需电流输出的量维持所述聚合质子交换膜的所述水合作用。除了以上内容外，各自陶瓷气体扩散电极在所述质子交换膜燃料电池模块10、200的操作期间保持充分的液态水，以便致使所述质子交换膜燃料电池模块大体上自增湿。在本发明的一种形式200中，各自聚合质子交换膜261的阴极侧相对于彼此以隔开接近的关系设置，且各自阳极侧262远离地相关。在本发明的另一形式10中，情况相反，即各自聚合质子交换膜的阳极侧相对于彼此以隔开接近的关系设置，且各自阴极侧相对于彼此远离地相关。
因此，将看出，本发明燃料电池模块10和200当与燃料电池电力系统一起使用时具有优于第6,030,718号和第6,468,682号美国专利中揭示的现有技术教示的许多优点，所述美国专利的教示以引用的方式并入本文中。
这些优点包含消除这些先前现有技术装置中的操作所需的许多零件和组合件，且构造和组装简单得多。此外，鉴于从如本文论述的PEM燃料电池模块耗散热能以及从所述PEM燃料电池模块中收集电流的高度有效的方式，实现了增强的电流密度，且此外，本发明可操作以用于广泛相异的温度环境中。最后，本发明通过减少或消除各种控制措施以及平衡致使堆叠状配置可操作所必需的工厂要求，而提供优于使用此类配置的现有技术燃料电池的许多优点。

Claims (51)

1.一种质子交换膜燃料电池，其包括：
具有相对的阳极侧和阴极侧的质子交换膜；以及
相对于所述阳极侧和阴极侧的每一者而并置的个别电极，且其中所述电极中的至少一者至少部分由多孔、导电陶瓷材料制成。
2.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池，且其中所述多孔导电陶瓷材料包括导热的第IVB-VIB族过渡金属二硼化物。
3.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池，且其中所述多孔导电陶瓷材料选自包括二硼化钛、二硼化锆的群组。
4.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池，且其中所述多孔导电陶瓷材料具有小于约60微欧-厘米的电阻率。
5.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池，且其中所述多孔导电陶瓷材料具有大于约1格雷秒的孔隙度。
6.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池，且其中所述质子交换膜燃料电池在操作期间产生水作为副产物，且其中所述多孔导电陶瓷材料吸收并保持一定量的水，以致使所述质子交换膜燃料电池大体上自增湿。
7.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池，且其中所述多孔导电陶瓷材料具有面向内的表面，且其中将催化剂层施加到所述多孔导电陶瓷材料的所述面向内的表面以形成所述电极。
8.根据权利要求7所述的质子交换膜燃料电池，且其中所述催化剂层选自包括铂黑、碳上铂和/或复合贵金属材料的群组。
9.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池，且其中每一电极具有由多个孔界定的表面拓扑，且其中通过将流体质子传导分散体浇注到所述个别电极上、并随后创造将所述流体质子传导分散体转换成具有阳极侧和阴极侧的固体质子交换膜的条件来形成所述质子交换膜，且所述固体质子交换膜大体上符合所述电极中的每一者的所述表面拓扑。
10.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池，且其中每一电极具有由多个孔界定的表面拓扑，且其中所述质子交换膜燃料电池进一步包括：
定位在所述个别电极之间的多孔电绝缘分离器，且其中所述质子交换膜制造成与所述多孔电绝缘分离器成一体，且其中所述质子交换膜大体上符合所述电极中的每一者的所述表面拓扑。
11.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池，且其中所述质子交换膜的操作温度小于约200摄氏度。
12.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池，且其中所述阳极和阴极电极两者由所述多孔、导电陶瓷材料制成，且其中向每一导电陶瓷材料施加催化剂层。
13.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池，且其中所述质子交换膜燃料电池在操作期间产生热能，且其中所述多孔、导电陶瓷材料是导热的并充当散热器，且进一步去除由所述质子交换膜燃料电池在操作期间产生的大部分所述热能。
14.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池，且其中每一电极具有表面拓扑，且其中所述质子交换膜大体上至少部分符合所述电极中的至少一者的所述表面拓扑。
15.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池，且其中使得所述燃料电池在操作时具有最佳电力输出，且其中在未将可察觉的外力施加到所述阳极和阴极电极的情况下实现所述最佳电力输出。
16.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池，且其中所述阳极和阴极电极中的每一者由所述多孔、导电陶瓷材料制成，且其中在不施加外力的情况下所述各自阳极和阴极电极维持与所述质子交换膜的有效欧姆电接触。
17.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池，且其中所述质子交换膜燃料电池在操作期间产生电流，且其中至少部分由所述多孔、导电陶瓷材料制成的所述至少一个电极同时充当所述质子交换膜燃料电池的集电体。
18.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池，且其中所述质子交换膜燃料电池在操作期间消耗氧并产生液态水作为副产物，且其中至少部分由所述多孔、导电陶瓷材料制成的所述至少一个电极是所述阴极电极，且其中所述多孔、导电陶瓷材料具有可增加所述液态水中的氧夹带的孔尺寸，且其进一步保持和耗散充分的液态水，以使所述质子交换膜燃料电池大体上自增湿。
19.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池，且其中至少部分由所述多孔、导电陶瓷材料制成的所述至少一个电极具有约5到约200微米的孔尺寸。
20.一种用于质子交换膜燃料电池中的电极，且其具有质子交换膜，其包括：
多孔导电陶瓷衬底，其设置成与所述质子交换膜形成欧姆电接触，且其同时充当散热器、气体扩散层并充当集电体；以及
施加到所述多孔导电陶瓷衬底的催化剂层。
21.根据权利要求20所述的电极，且其中所述电极并入到质子交换膜燃料电池中，所述质子交换膜燃料电池在小于约200摄氏度的温度下操作，且其产生热量和水作为副产物，且其中所述多孔导电陶瓷衬底形成为一形状，并进一步具有约5到约200微米的孔尺寸，且其中所述电极保持充分的液态水以使所述质子交换膜燃料电池大体上自增湿。
22.根据权利要求20所述的电极，且其中所述多孔导电陶瓷衬底具有小于约10mm的厚度。
23.根据权利要求20所述的电极，且其中所述多孔导电陶瓷衬底由包括二硼化钛和/或二硼化锆的群组制成。
24.根据权利要求20所述的电极，且其中所述多孔导电陶瓷衬底具有小于约60微欧-厘米的电阻率。
25.根据权利要求20所述的电极，且其中所述电极并入到质子交换膜燃料电池中，所述质子交换膜燃料电池在操作期间产生热能且具有所得的操作温度，且在操作期间进一步产生水作为副产物，且其中所述多孔导电陶瓷衬底具有有助于在所述操作温度下保持充分的水以便大体上防止所述质子交换膜在操作时脱水的孔尺寸，且进一步充当散热器以便去除在操作期间产生的大部分所述热能。
26.根据权利要求25所述的电极，且其中所述质子交换膜燃料电池包含聚合质子交换膜，且其中所述充当散热器的多孔导电陶瓷衬底从所述聚合质子交换膜去除充分的热量，以便大体上防止所述聚合质子交换膜变得在操作上降级。
27.根据权利要求26所述的电极，且其中所述多孔导电陶瓷衬底选自包括二硼化钛和/或二硼化锆的群组，且其中在不使用任何机械力施加组合件的情况下所述多孔导电陶瓷衬底维持与所述聚合质子交换膜的小于约150微欧-厘米的大体最佳欧姆电阻。
28.一种质子交换膜燃料电池模块，其包括：
模块外壳，其界定腔，且其相对于空气源和燃料气体源以流体流动关系耦合；
聚合质子交换膜，其定位在所述模块外壳的所述腔内，且其中所述聚合质子交换膜具有阳极侧和相对的阴极侧，且其中所述空气源供应到所述聚合质子交换膜的所述阴极侧，且所述燃料气体源供应到所述聚合质子交换膜的所述阳极侧；
催化剂涂层，其相对于所述聚合质子交换膜的所述阳极侧和阴极侧的每一者以并置关系定位；以及
多孔陶瓷导电衬底，其相对于位于所述聚合质子交换膜的所述阳极侧和阴极侧的所述催化剂涂层以覆盖关系定位，且其进一步定位成与所述聚合质子交换膜的所述阳极侧和阴极侧的每一者形成欧姆电接触，且其中所述催化剂层和所述多孔陶瓷导电衬底形成所述聚合质子交换膜的所述阳极侧和阴极侧的陶瓷气体扩散电极。
29.根据权利要求28所述的质子交换膜燃料电池模块，且其中使得所述质子交换膜燃料电池模块在操作时产生电流输出、热能和水作为副产物，且其中所述聚合质子交换膜需要一定量的水合作用以便产生所述电流输出，且其中所述各自陶瓷气体扩散电极每一者充当散热器，以将所述质子交换膜燃料电池模块在操作期间产生的所述热能的一部分传输远离所述聚合质子交换膜，以便以有助于产生所述电流输出的量维持所述聚合质子交换膜的所述水合作用。
30.根据权利要求28所述的质子交换膜燃料电池模块，且其中向所述质子交换膜燃料电池模块提供气流，且使得所述质子交换膜燃料电池模块在操作时进一步产生电力输出、热能和水作为副产物，且其中所述各自陶瓷气体扩散电极将所述质子交换膜燃料电池模块操作期间产生的大部分所述热能耗散到所述气流，且进一步同时充当所述质子交换膜燃料电池模块的个别集电体，且其中所述各自陶瓷气体扩散电极在所述质子交换膜燃料电池模块的操作期间保持充分的液态水，以使所述质子交换膜燃料电池模块大体上自增湿。
31.根据权利要求28所述的质子交换膜燃料电池模块，且其中所述多孔陶瓷导电气体扩散电极至少部分由二硼化钛和/或二硼化锆制成。
32.根据权利要求28所述的质子交换膜燃料电池模块，且其中在不使用任何机械力施加组合件的情况下所述各自多孔陶瓷导电气体扩散电极维持与所述聚合质子交换膜的有效欧姆电接触。
33.根据权利要求28所述的质子交换膜燃料电池模块，且其中模块外壳界定一对隔开的腔，且其中所述聚合质子交换膜包含单独定位在所述腔中的每一者中的一对聚合质子交换膜，且其中所述模块外壳进一步界定通路，所述通路定位在所述各自腔之间，且其进一步相对于所述腔中的每一者以流体流动关系连通。
34.根据权利要求33所述的质子交换膜燃料电池模块，且其中所述燃料气体源供应到所述通路，且其中所述各自聚合质子交换膜的所述阳极侧相对于彼此以隔开接近的关系设置，且所述各自阴极侧相对于彼此远离地相关。
35.根据权利要求33所述的质子交换膜燃料电池模块，且其中所述空气源供应到所述通路，且其中所述各自聚合质子交换膜的所述阴极侧相对于彼此以隔开接近的关系设置，且所述各自阳极侧相对于彼此远离地相关。
36.根据权利要求24所述的质子交换膜燃料电池模块，且其中所述质子交换膜燃料电池模块与质子交换膜燃料电池电力系统组合应用，所述质子交换膜燃料电池电力系统使用多个质子交换燃料电池模块，且其中将所述质子交换膜燃料电池电力系统布置为在操作中使得所述质子交换膜燃料电池模块中的每一者可容易手动地与所述质子交换膜燃料电池电力系统电去耦，而剩余的质子交换膜燃料电池模块继续操作。
37.一种形成燃料电池的方法，其包括：
提供每一者具有面向内和面向外的表面的一对多孔导电陶瓷衬底，并将所述对多孔导电陶瓷衬底定位成彼此隔开的关系；
将催化剂涂层施加到所述多孔导电陶瓷衬底的每一者的所述面向内的表面；以及
提供具有相对的阳极侧和阴极侧的聚合质子交换膜，并将所述聚合质子交换膜定位在其间，且相对于所述多孔导电陶瓷衬底的每一者形成欧姆电接触以形成所述燃料电池。
38.根据权利要求37所述的方法，且其中所述多孔导电陶瓷衬底具有约5到约200微米的孔尺寸和表面拓扑，且其中所述施加所述催化剂涂层的步骤进一步包括：
提供对于所述催化剂涂层大体上符合所述表面拓扑并穿透到所述多孔导电陶瓷衬底的每一者的所述面向内的表面的所述孔中某一距离是有效的条件。
39.根据权利要求38所述的方法，且其中在所述各自多孔导电陶瓷衬底的所述面向内的表面之间界定间隙，且其中所述提供所述聚合质子交换膜的步骤进一步包括：
供应流体聚合质子传导分散体并使其包含在所述间隙内；以及
提供将所述流体聚合质子传导分散体有效地转换成具有阳极侧和阴极侧的固体聚合质子交换膜的条件，且所述固体聚合质子交换膜大体上符合所述多孔导电陶瓷衬底的每一者的所述各自面向内的表面的所述表面拓扑。
40.根据权利要求38所述的方法，且其中在所述各自多孔导电陶瓷衬底的所述面向内的表面之间界定间隙，且其中所述提供所述聚合质子交换膜的步骤进一步包括：
提供具有相对侧的聚合质子交换膜；
将与所述聚合质子交换膜相容的流体聚合质子传导分散体涂层施加在所述聚合质子交换膜的所述相对侧的每一者上；以及
提供将所述流体聚合质子传导分散体有效地转换成所述聚合质子交换膜的一部分的条件，且所述部分大体上符合所述多孔导电陶瓷衬底的每一者的所述各自面向内的表面的所述表面拓扑。
41.根据权利要求38所述的方法，且其中在所述各自多孔导电陶瓷衬底的所述面向内的表面之间界定间隙，且其中所述提供所述聚合质子交换膜的步骤进一步包括：
提供多孔电绝缘衬底，且其具有相对侧；
提供流体聚合质子传导分散体，并将所述流体聚合质子传导分散体并入到所述多孔电绝缘衬底中；
在所述提供所述流体聚合质子传导分散体的步骤之后，将并入所述流体聚合质子传导分散体的所述电绝缘衬底定位在界定于所述对多孔陶瓷导电衬底之间的所述间隙中；
将所述各自多孔陶瓷导电衬底单独定位成与所述多孔电绝缘衬底的所述相对侧形成物理接触以提供所得组合件；以及
提供将所述流体聚合质子传导分散体有效地变为固体聚合质子交换膜的条件，所述固体聚合质子交换膜设置成与所述多孔陶瓷导电衬底的每一者形成欧姆电接触。
42.根据权利要求37所述的方法，且其中所述聚合质子交换膜具有多个内部空隙，且其中所述方法进一步包括：
提供离子液体，并用所述离子流体填充所述聚合质子交换膜的至少一些所述内部空隙。
43.根据权利要求42所述的方法，且其中所述离子流体进一步包含多种离子流体。
44.根据权利要求42所述的方法，且其中所述离子液体包括具有阳离子和阴离子的疏水性离子液体，且其中所述阳离子选自包括吡啶鎓、哒嗪鎓、嘧啶鎓、吡嗪鎓、咪唑鎓、吡唑鎓、噻唑鎓、恶唑鎓和三唑鎓的群组；且所述阴离子是含有多原子阴离子的非刘易斯酸，其范德瓦尔斯体积超过100立方埃。
45.根据权利要求42所述的方法，且其中所述离子液体包括具有由隔离基团分离的两个或两个以上不定域阳离子的盐，且其中所述阳离子选自包括吡啶鎓、哒嗪鎓、嘧啶鎓、吡嗪鎓、咪唑鎓、吡唑鎓、噻唑鎓、恶唑鎓和三唑鎓的群组；且其中所述盐还包括适当数目的阴离子以维持电荷中性，且其中所述阴离子是范德瓦尔斯体积超过100立方埃的多原子阴离子。
46.根据权利要求37所述的方法，且其中所述多孔陶瓷导电衬底每一者由二硼化钛和/或二硼化锆制成。
47.根据权利要求37所述的方法，且其中所述提供所述对多孔陶瓷导电衬底的步骤进一步包括：
提供具有预定尺寸的导电陶瓷颗粒源；
提供界定腔的设备，并将所述导电陶瓷颗粒源沉积在所述设备内达到预定深度；
向所述腔内的所述导电陶瓷颗粒施加压力以实现给定孔隙度；以及
烧结所述陶瓷颗粒以产生所得的多孔导电陶瓷衬底。
48.根据权利要求47所述的方法，且其中所述导电陶瓷颗粒具有约4到约35微米的尺寸。
49.根据权利要求47所述的方法，且其中所述所得的多孔导电陶瓷衬底每一者具有约1到约1000格雷秒的孔隙度。
50.根据权利要求47所述的方法，且其中所述设备包括模具。
51.根据权利要求47所述的方法，且其中所述所得的多孔导电陶瓷衬底每一者具有小于约10mm的厚度。
CNA2006800424197A 2005-11-21 2006-10-06 质子交换膜燃料电池和形成燃料电池的方法 Pending CN101310398A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/284,173 US7833645B2 (en) 2005-11-21 2005-11-21 Proton exchange membrane fuel cell and method of forming a fuel cell
US11/284,173 2005-11-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101310398A true CN101310398A (zh) 2008-11-19

Family

ID=38053931

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2006800424197A Pending CN101310398A (zh) 2005-11-21 2006-10-06 质子交换膜燃料电池和形成燃料电池的方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7833645B2 (zh)
EP (1) EP1952464A4 (zh)
CN (1) CN101310398A (zh)
AU (1) AU2006317656A1 (zh)
BR (1) BRPI0618686A2 (zh)
CA (1) CA2626932A1 (zh)
WO (1) WO2007061522A2 (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103181010A (zh) * 2010-10-22 2013-06-26 日产自动车株式会社 固体高分子型燃料电池用电极催化剂
US8557462B2 (en) 2009-01-14 2013-10-15 Samsung Sdi Co., Ltd. Fuel cell stack and fuel cell system using the same
CN105449229A (zh) * 2014-09-22 2016-03-30 株式会社东芝 催化剂层、其制备方法、膜电极组件以及电化学电池
CN106040318A (zh) * 2016-06-03 2016-10-26 合肥工业大学 基于吡唑鎓盐的阴离子交换膜材料及其制备方法和应用
WO2019191468A1 (en) * 2018-03-29 2019-10-03 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Energy storage devices including at least one electrode comprising a metal diboride, and related methods
CN113571711A (zh) * 2021-06-24 2021-10-29 黄洁 燃料电池膜电极阴阳介质板交替插置装置

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008055357A1 (en) 2006-11-10 2008-05-15 Hydrogenics Corporation Bus bar assembly for an electrochemical cell stack
JP5268044B2 (ja) * 2007-02-16 2013-08-21 セイコーインスツル株式会社 燃料電池
US8026020B2 (en) 2007-05-08 2011-09-27 Relion, Inc. Proton exchange membrane fuel cell stack and fuel cell stack module
US20100285388A1 (en) * 2007-05-18 2010-11-11 Sim Composites Inc. Catalyst-coated proton exchange membrane and process of producing same
US9293778B2 (en) 2007-06-11 2016-03-22 Emergent Power Inc. Proton exchange membrane fuel cell
TWI352755B (en) * 2007-07-03 2011-11-21 Univ Feng Chia Porous carbonized fabric with high efficiency and
JP2009021050A (ja) * 2007-07-10 2009-01-29 Seiko Instruments Inc 燃料電池
TWI398982B (zh) * 2007-08-15 2013-06-11 Univ Feng Chia 經改質碳化基材及其製備方法與用途
US7820335B2 (en) * 2007-08-21 2010-10-26 Gm Global Technology Operations, Inc. Plate for a fuel cell assembly
US8003274B2 (en) * 2007-10-25 2011-08-23 Relion, Inc. Direct liquid fuel cell
JP2012528925A (ja) * 2009-06-02 2012-11-15 サーモケム リカバリー インターナショナル インコーポレイテッド 一体化された燃料電池発電システムを有するガス化装置
US8795872B2 (en) 2010-07-26 2014-08-05 Enerdel, Inc. Battery cell system with interconnected frames
CN103746131B (zh) * 2014-01-17 2016-03-16 三峡大学 一种pem燃料电池复合双极板及其制备方法
USD733960S1 (en) * 2014-02-18 2015-07-07 Southpac Trust International Inc. Light fixture lens with elevated strip features
USD749774S1 (en) * 2014-12-03 2016-02-16 Anthony I. Provitola Reflector for hidden light strip
US11101481B2 (en) 2018-02-21 2021-08-24 Massachusetts Institute Of Technology Solid state glucose-powered micro fuel cell
CN114512690B (zh) * 2022-03-14 2024-04-30 东方电气(成都)氢燃料电池科技有限公司 一种燃料电池单边框膜电极组件贴合装置及方法

Family Cites Families (175)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL259578A (zh) 1959-12-31 1900-01-01
US3183123A (en) * 1962-03-19 1965-05-11 Allis Chalmers Mfg Co Fuel cell electrode
US3297487A (en) * 1964-10-16 1967-01-10 Du Pont Fuel cell
US3346421A (en) 1963-12-30 1967-10-10 Exxon Research Engineering Co Transition metal electrode
DE1496176C3 (de) * 1964-06-12 1975-02-27 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Katalysatoren für Brennstoffelektroden von Brennstoffelementen mit saurem Elektrolyten
DE1815690C3 (de) * 1968-12-19 1975-01-30 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Kontaktierung einer Gasdiffusionselektrode für elektrochemische Zellen
US4017426A (en) * 1971-12-22 1977-04-12 Groupement Atomique Alsacienne Atlantique Highly porous conductive ceramics and a method for the preparation of same
US4076899A (en) * 1973-05-03 1978-02-28 E. I. Du Pont De Nemours And Company Electrochemical gas electrode
DE2809815C3 (de) * 1978-03-07 1981-05-21 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Brennstoffzelle mit einer den Elektrolyten chemisch und physikalisch adsorbierenden Matrixschicht
US4243508A (en) * 1979-04-26 1981-01-06 Dankese Joseph P Electrochemical apparatus
US4324636A (en) * 1979-04-26 1982-04-13 Dankese Joseph P Ion exchange membranes
US4324844A (en) * 1980-04-28 1982-04-13 Westinghouse Electric Corp. Variable area fuel cell cooling
US4444851A (en) * 1982-06-28 1984-04-24 Energy Research Corporation Fuel cell stack
US4508793A (en) * 1982-09-08 1985-04-02 Sanyo Electric Co., Ltd. Air-cooled fuel cell system
US4746363A (en) * 1982-12-30 1988-05-24 Corning Glass Works Reaction sintered cermet
USH16H (en) * 1984-03-02 1986-01-07 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Fuel cell electrode and method of preparation
US4982309A (en) * 1989-07-17 1991-01-01 National Semiconductor Corporation Electrodes for electrical ceramic oxide devices
US4983472A (en) * 1989-11-24 1991-01-08 International Fuel Cells Corporation Fuel cell current collector
US5117482A (en) * 1990-01-16 1992-05-26 Automated Dynamics Corporation Porous ceramic body electrical resistance fluid heater
US5069985A (en) 1990-02-15 1991-12-03 International Fuel Cells Corporation Plaque fuel cell stack
US5053294A (en) 1990-04-10 1991-10-01 Hughes Aircraft Company Planar sodium-sulfur electrical storage cell
US5094928A (en) * 1990-04-20 1992-03-10 Bell Communications Research, Inc. Modular fuel cell assembly
US5084144A (en) 1990-07-31 1992-01-28 Physical Sciences Inc. High utilization supported catalytic metal-containing gas-diffusion electrode, process for making it, and cells utilizing it
US5132193A (en) 1990-08-08 1992-07-21 Physical Sciences, Inc. Generation of electricity with fuel cell using alcohol fuel
US5547776A (en) 1991-01-15 1996-08-20 Ballard Power Systems Inc. Electrochemical fuel cell stack with concurrently flowing coolant and oxidant streams
EP0524326B1 (en) * 1991-07-20 1995-03-15 Osaka Gas Co., Ltd. Fuel cell
US5252410A (en) 1991-09-13 1993-10-12 Ballard Power Systems Inc. Lightweight fuel cell membrane electrode assembly with integral reactant flow passages
US5242764A (en) 1991-12-17 1993-09-07 Bcs Technology, Inc. Near ambient, unhumidified solid polymer fuel cell
US5187025A (en) * 1992-02-03 1993-02-16 Analytic Power Corp. Unitized fuel cell structure
FR2693140B1 (fr) * 1992-07-03 1994-09-23 Solomat Sa Installation de découpe de ferraille par oxycoupage.
US5364711A (en) 1992-04-01 1994-11-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Fuel cell
JP3135991B2 (ja) * 1992-06-18 2001-02-19 本田技研工業株式会社 燃料電池および燃料電池スタック締め付け方法
US5736269A (en) * 1992-06-18 1998-04-07 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Fuel cell stack and method of pressing together the same
US5292600A (en) * 1992-08-13 1994-03-08 H-Power Corp. Hydrogen power cell
JP3360318B2 (ja) 1992-08-20 2002-12-24 富士電機株式会社 燃料電池発電装置
US5232792A (en) 1992-08-21 1993-08-03 M-C Power Corporation Cell separator plate used in fuel cell stacks
US5273837A (en) 1992-12-23 1993-12-28 Corning Incorporated Solid electrolyte fuel cells
IT1270878B (it) 1993-04-30 1997-05-13 Permelec Spa Nora Migliorata cella elettrochimica utilizzante membrane a scambio ionico e piatti bipolari metallici
US6183896B1 (en) * 1993-05-11 2001-02-06 Agency Of Industrial Science And Technology Solid oxide fuel cell and a carbon direct-oxidizing-type electrode for the fuel cell
US5773162A (en) 1993-10-12 1998-06-30 California Institute Of Technology Direct methanol feed fuel cell and system
JP3108256B2 (ja) * 1993-10-15 2000-11-13 三洋電機株式会社 固体電解質型燃料電池
DE4340486C1 (de) 1993-11-27 1995-06-01 Forschungszentrum Juelich Gmbh Brennstoffzelle und Verfahren zur Herstellung der Brennstoffzelle
US5470671A (en) 1993-12-22 1995-11-28 Ballard Power Systems Inc. Electrochemical fuel cell employing ambient air as the oxidant and coolant
US5686200A (en) 1993-12-22 1997-11-11 Ballard Power Systems Inc. Electrochemical fuel cell assembly with compliant compression mechanism
US5547777A (en) 1994-02-23 1996-08-20 Richards Engineering Fuel cell having uniform compressive stress distribution over active area
KR0123727B1 (ko) 1994-08-17 1997-12-09 김광호 연료전지의 적층체
US5486430A (en) * 1994-09-01 1996-01-23 Ballard Power Systems Inc. Internal fluid manifold assembly for an electrochemical fuel cell stack array
US5484666A (en) * 1994-09-20 1996-01-16 Ballard Power Systems Inc. Electrochemical fuel cell stack with compression mechanism extending through interior manifold headers
US5863671A (en) * 1994-10-12 1999-01-26 H Power Corporation Plastic platelet fuel cells employing integrated fluid management
US5629104A (en) * 1994-11-23 1997-05-13 Detroit Center Tool Modular electrical energy device
US5514487A (en) * 1994-12-27 1996-05-07 Ballard Power Systems Inc. Edge manifold assembly for an electrochemical fuel cell stack
US5543239A (en) 1995-04-19 1996-08-06 Electric Power Research Institute Electrode design for solid state devices, fuel cells and sensors
ATE301335T1 (de) * 1995-05-25 2005-08-15 Honda Motor Co Ltd Brennstoffzelle und verfahren zu ihrer kontrolle
DE69604663T2 (de) 1995-06-07 2000-05-31 Gore W L & Ass Uk Poröser verbundwerkstoff
US5827602A (en) 1995-06-30 1998-10-27 Covalent Associates Incorporated Hydrophobic ionic liquids
US5879826A (en) * 1995-07-05 1999-03-09 Humboldt State University Foundation Proton exchange membrane fuel cell
US5747185A (en) * 1995-11-14 1998-05-05 Ztek Corporation High temperature electrochemical converter for hydrocarbon fuels
US5624769A (en) 1995-12-22 1997-04-29 General Motors Corporation Corrosion resistant PEM fuel cell
US6054228A (en) 1996-06-06 2000-04-25 Lynntech, Inc. Fuel cell system for low pressure operation
US5925039A (en) 1996-06-12 1999-07-20 Iti Medical Technologies, Inc. Electrosurgical instrument with conductive ceramic or cermet and method of making same
IT1284072B1 (it) * 1996-06-26 1998-05-08 De Nora Spa Cella elettrochimica a membrana provvista di elettrodi a diffusione gassosa contattati da portacorrente metallici lisci e porosi a
US5964991A (en) 1996-09-26 1999-10-12 Ngk Insulators, Ltd. Sintered laminated structures, electrochemical cells and process for producing such sintered laminated structures
US5798187A (en) * 1996-09-27 1998-08-25 The Regents Of The University Of California Fuel cell with metal screen flow-field
US6037073A (en) * 1996-10-15 2000-03-14 Lockheed Martin Energy Research Corporation Bipolar plate/diffuser for a proton exchange membrane fuel cell
US5789091C1 (en) 1996-11-19 2001-02-27 Ballard Power Systems Electrochemical fuel cell stack with compression bands
US6146780A (en) 1997-01-24 2000-11-14 Lynntech, Inc. Bipolar separator plates for electrochemical cell stacks
US6001502A (en) 1997-06-27 1999-12-14 Plug Power, L.L.C. Current conducting end plate of fuel cell assembly
US6057054A (en) * 1997-07-16 2000-05-02 Ballard Power Systems Inc. Membrane electrode assembly for an electrochemical fuel cell and a method of making an improved membrane electrode assembly
US6248469B1 (en) * 1997-08-29 2001-06-19 Foster-Miller, Inc. Composite solid polymer electrolyte membranes
JP3817045B2 (ja) * 1997-09-12 2006-08-30 四国化成工業株式会社 溶融塩型高分子電解質
JP3481093B2 (ja) * 1997-09-22 2003-12-22 三洋電機株式会社 燃料電池用セルユニット
US6042959A (en) 1997-10-10 2000-03-28 3M Innovative Properties Company Membrane electrode assembly and method of its manufacture
US6040072A (en) * 1997-11-19 2000-03-21 Lynntech, Inc. Apparatus and method for compressing a stack of electrochemical cells
US6030718A (en) * 1997-11-20 2000-02-29 Avista Corporation Proton exchange membrane fuel cell power system
AU7954898A (en) 1997-12-10 1999-06-28 Minnesota Mining And Manufacturing Company Bis(perfluoroalkylsulfonyl)imide surfactant salts in electrochemical systems
US5972530A (en) 1998-01-13 1999-10-26 Electrochem, Inc. Air-cooled, hydrogen-air fuel cell
DE19805683A1 (de) * 1998-02-12 1999-08-19 Forschungszentrum Juelich Gmbh Bipolare Platte mit nichtmetallischer Beschichtung
US6297185B1 (en) 1998-02-23 2001-10-02 T/J Technologies, Inc. Catalyst
US6040076A (en) * 1998-03-03 2000-03-21 M-C Power Corporation One piece fuel cell separator plate
US6024848A (en) * 1998-04-15 2000-02-15 International Fuel Cells, Corporation Electrochemical cell with a porous support plate
US6117287A (en) 1998-05-26 2000-09-12 Proton Energy Systems, Inc. Electrochemical cell frame
GB9821156D0 (en) * 1998-09-29 1998-11-25 Nat Power Plc Manufacturable electrochemical cell
US6174616B1 (en) * 1998-10-07 2001-01-16 Plug Power Inc. Fuel cell assembly unit for promoting fluid service and design flexibility
US6124051A (en) 1998-11-13 2000-09-26 Phoenix Analysis And Design Technologies Fuel cell stack with novel cooling and gas distribution systems
US6194095B1 (en) * 1998-12-15 2001-02-27 Robert G. Hockaday Non-bipolar fuel cell stack configuration
JP4534353B2 (ja) 1999-01-21 2010-09-01 旭硝子株式会社 固体高分子電解質型燃料電池
GB9901337D0 (en) * 1999-01-21 1999-03-10 Capital Controls Ltd Membrane-supporting frame assembly for an electrolytic cell
US7416803B2 (en) * 1999-01-22 2008-08-26 California Institute Of Technology Solid acid electrolytes for electrochemical devices
US6602631B1 (en) 1999-01-26 2003-08-05 Lynntech Power Systems, Ltd. Bonding electrochemical cell components
US7550216B2 (en) * 1999-03-03 2009-06-23 Foster-Miller, Inc. Composite solid polymer electrolyte membranes
US6110612A (en) 1999-04-19 2000-08-29 Plug Power Inc. Structure for common access and support of fuel cell stacks
US6890677B2 (en) * 1999-05-06 2005-05-10 Sandia Corporation Fuel cell and membrane
US6503654B2 (en) * 1999-05-19 2003-01-07 George A. Marchetti Thin graphite bipolar plate with associated gaskets and carbon cloth flow-field for use in an ionomer membrane fuel cell
US6403245B1 (en) 1999-05-21 2002-06-11 Microcoating Technologies, Inc. Materials and processes for providing fuel cells and active membranes
US6531241B1 (en) * 1999-07-08 2003-03-11 Covalent Associates, Inc. Cyclic delocalized cations connected by spacer groups
US6322919B1 (en) 1999-08-16 2001-11-27 Alliedsignal Inc. Fuel cell and bipolar plate for use with same
US6358641B1 (en) * 1999-08-20 2002-03-19 Plug Power Inc. Technique and arrangement to align fuel cell plates
US6218039B1 (en) * 1999-08-25 2001-04-17 Plug Power, Inc. Clamping apparatus and method for a fuel cell
US6280870B1 (en) 1999-08-26 2001-08-28 Plug Power Inc. Combined fuel cell flow plate and gas diffusion layer
US6649031B1 (en) 1999-10-08 2003-11-18 Hybrid Power Generation Systems, Llc Corrosion resistant coated fuel cell bipolar plate with filled-in fine scale porosities and method of making the same
US6720105B2 (en) * 1999-11-17 2004-04-13 Neah Power Systems, Inc. Metallic blocking layers integrally associated with fuel cell electrode structures and fuel cell electrode stack assemblies
US6372376B1 (en) * 1999-12-07 2002-04-16 General Motors Corporation Corrosion resistant PEM fuel cell
DE19960815A1 (de) 1999-12-16 2001-07-19 Siemens Ag Brennstoffzellenblock
US6447943B1 (en) 2000-01-18 2002-09-10 Ramot University Authority For Applied Research & Industrial Development Ltd. Fuel cell with proton conducting membrane with a pore size less than 30 nm
US6770394B2 (en) 2000-02-11 2004-08-03 The Texas A&M University System Fuel cell with monolithic flow field-bipolar plate assembly and method for making and cooling a fuel cell stack
DE10007763B4 (de) 2000-02-20 2017-04-06 General Motors Corp. (N.D.Ges.D. Staates Delaware) Brennstoffzellenanordnung
US6544679B1 (en) * 2000-04-19 2003-04-08 Millennium Cell, Inc. Electrochemical cell and assembly for same
US6468682B1 (en) 2000-05-17 2002-10-22 Avista Laboratories, Inc. Ion exchange membrane fuel cell
WO2002009208A2 (en) * 2000-07-20 2002-01-31 Proton Energy Systems Compression member for proton exchange membrane electrochemical cell system
US6720245B2 (en) * 2000-09-07 2004-04-13 Interuniversitair Microelektronica Centrum (Imec) Method of fabrication and device for electromagnetic-shielding structures in a damascene-based interconnect scheme
US6531238B1 (en) * 2000-09-26 2003-03-11 Reliant Energy Power Systems, Inc. Mass transport for ternary reaction optimization in a proton exchange membrane fuel cell assembly and stack assembly
WO2002027845A2 (en) * 2000-09-27 2002-04-04 Proton Energy Systems, Inc. Integral membrane support and frame structure
US6869720B2 (en) * 2000-09-27 2005-03-22 Proton Energy Systems, Inc. Method and apparatus for maintaining compression of the active area in an electrochemical cell
CA2325768A1 (en) * 2000-11-10 2002-05-10 Karl T. Chuang Electrochemical process for oxidation of propane to propylene
DE10061959A1 (de) * 2000-12-13 2002-06-20 Creavis Tech & Innovation Gmbh Kationen-/protonenleitende, mit einer ionischen Flüssigkeit infiltrierte keramische Membran, Verfahren zu deren Herstellung und die Verwendung der Membran
US6497975B2 (en) 2000-12-15 2002-12-24 Motorola, Inc. Direct methanol fuel cell including integrated flow field and method of fabrication
US6613468B2 (en) 2000-12-22 2003-09-02 Delphi Technologies, Inc. Gas diffusion mat for fuel cells
EP1352111A4 (en) 2000-12-23 2008-03-12 Santa Fe Science & Technology LONG LIFE CONJUGATED POLYMER ELECTROCHEMICAL DEVICES COMPRISING IONIC LIQUIDS
JP3596761B2 (ja) 2000-12-27 2004-12-02 松下電器産業株式会社 高分子電解質型燃料電池
DE10100455A1 (de) * 2001-01-08 2002-07-11 Creavis Tech & Innovation Gmbh Neuartige Polymerbindersysteme mit ionischen Flüssigkeiten
US6977122B2 (en) * 2001-03-27 2005-12-20 The University Of Chicago Proton conducting membrane for fuel cells
RU2183370C1 (ru) * 2001-04-12 2002-06-10 ЗАО Индепендент Пауэр Технолоджис "ИПТ" Модуль топливных элементов и батарея на его основе
US6753036B2 (en) * 2001-07-16 2004-06-22 The Regents Of The University Of California Method for fabrication of electrodes
US6838205B2 (en) * 2001-10-10 2005-01-04 Lynntech, Inc. Bifunctional catalytic electrode
US6653009B2 (en) * 2001-10-19 2003-11-25 Sarnoff Corporation Solid oxide fuel cells and interconnectors
US6805990B2 (en) 2001-10-24 2004-10-19 Fuelcell Energy, Ltd. Flat plate fuel cell stack
US6863838B2 (en) * 2001-10-25 2005-03-08 3M Innovative Properties Company Zwitterionic imides
US6703155B2 (en) * 2001-11-13 2004-03-09 Avista Laboratories, Inc. Power tap device, fuel cell stack, and method of dividing a fuel cell stack
US20030170521A1 (en) 2001-11-16 2003-09-11 Zhengming Zhang Proton exchange membrane (PEM) for a fuel cell
DE60236314D1 (en) * 2001-11-29 2010-06-17 Ube Industries Polyelektrolytzusammensetzungen
US20030134178A1 (en) 2001-12-21 2003-07-17 3M Innovative Properties Company Precompressed gas diffusion layers for electrochemical cells
US6716549B2 (en) * 2001-12-27 2004-04-06 Avista Laboratories, Inc. Fuel cell having metalized gas diffusion layer
CA2472232A1 (en) * 2002-01-03 2003-07-17 Neah Power Systems, Inc. Porous fuel cell electrode structures having conformal electrically conductive layers thereon
US6844101B2 (en) * 2002-01-04 2005-01-18 Ballard Power Systems Inc. Separator with fluid distribution features for use with a membrane electrode assembly in a fuel cell
US6890680B2 (en) 2002-02-19 2005-05-10 Mti Microfuel Cells Inc. Modified diffusion layer for use in a fuel cell system
JP2003272671A (ja) 2002-03-15 2003-09-26 Riken Corp 固体高分子電解質型燃料電池のセルユニット
EP1495505A2 (en) 2002-03-22 2005-01-12 Richards Engineering Power generation system having fuel cell modules
DE10214872A1 (de) 2002-04-04 2003-10-16 Creavis Tech & Innovation Gmbh Zusammensetzungen aus kationischen Polymeren mit Amidinium-Gruppen und ionischen Flüssigkeiten
US6989216B2 (en) * 2002-04-29 2006-01-24 Texaco Ovonic Fuel Cell Llc Fuel cell with overmolded electrode assemblies
US6828057B2 (en) 2002-04-29 2004-12-07 Energy Conversion Devices, Inc. Fuel cell with framed electrodes
US7087327B2 (en) 2002-05-16 2006-08-08 Ballard Power Systems Inc. Electric power plant with adjustable array of fuel cell systems
US7270906B2 (en) 2002-06-24 2007-09-18 Delphi Technologies, Inc. Solid-oxide fuel cell module for a fuel cell stack
US20040077519A1 (en) * 2002-06-28 2004-04-22 The Procter & Gamble Co. Ionic liquid based products and method of using the same
US7060169B2 (en) * 2002-08-14 2006-06-13 Mst Technology Gmbh Electrochemical cell for gas sensor
US6838202B2 (en) * 2002-08-19 2005-01-04 General Motors Corporation Fuel cell bipolar plate having a conductive foam as a coolant layer
US6841285B2 (en) * 2002-08-28 2005-01-11 Ballard Power Systems Inc. Impregnation of ion-exchange membranes to improve electrochemical fuel cell performance
US7005209B1 (en) * 2002-10-04 2006-02-28 The Texas A&M University System Fuel cell stack assembly
US7001687B1 (en) * 2002-10-04 2006-02-21 The Texas A&M University System Unitized MEA assemblies and methods for making same
US7390591B2 (en) 2002-10-15 2008-06-24 Polyplus Battery Company Ionically conductive membranes for protection of active metal anodes and battery cells
JP4351431B2 (ja) 2002-10-28 2009-10-28 本田技研工業株式会社 燃料電池スタック
US7205062B2 (en) * 2002-11-22 2007-04-17 The Research Foundation Of State University Of New York Fuel cell stack
WO2004059043A1 (en) 2002-12-23 2004-07-15 Anuvu, Inc., A California Corporation Channel-less proton exchange membrane fuel cell
US6887610B2 (en) 2003-01-21 2005-05-03 General Motors Corporation Joining of bipolar plates in proton exchange membrane fuel cell stacks
US7309535B2 (en) 2003-02-12 2007-12-18 Ovonic Fuel Cell Company, Llc Air breathing fuel cell having bi-cell unit cells
US6960404B2 (en) 2003-02-27 2005-11-01 General Motors Corporation Evaporative cooled fuel cell
US7195836B2 (en) * 2003-03-07 2007-03-27 General Motors Corporation Polymeric separator plates
US6916572B2 (en) 2003-03-19 2005-07-12 Ird Fuel Cells A/S Interlocking isolator for fuel cells
US6939636B2 (en) 2003-04-28 2005-09-06 Relion, Inc. Air cooled fuel cell module
US7205057B2 (en) * 2003-06-19 2007-04-17 Angstrom Power Inc. Integrated fuel cell and heat sink assembly
CN1571204A (zh) 2003-07-14 2005-01-26 亚太燃料电池科技股份有限公司 气冷式燃料电池组的冷却装置
US6942941B2 (en) 2003-08-06 2005-09-13 General Motors Corporation Adhesive bonds for metalic bipolar plates
US8172998B2 (en) 2003-08-21 2012-05-08 Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. Ionic solvents used in ionic polymer transducers, sensors and actuators
WO2005027244A2 (en) * 2003-09-10 2005-03-24 Hollingsworth & Vose Company Fuel cell gas diffusion layer
US6974648B2 (en) 2003-09-12 2005-12-13 General Motors Corporation Nested bipolar plate for fuel cell and method
US8227134B2 (en) * 2003-10-15 2012-07-24 University Of Iowa Research Foundation Self-hydrating membrane electrode assemblies for fuel cells
JP4217891B2 (ja) 2003-10-17 2009-02-04 信越化学工業株式会社 燃料電池用電解質膜及び燃料電池用電解質膜・電極接合体の製造方法
US7071121B2 (en) * 2003-10-28 2006-07-04 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Patterned ceramic films and method for producing the same
US7160642B2 (en) * 2003-10-30 2007-01-09 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fuel cell stack assembly and method of fabrication
US7297428B2 (en) 2003-10-31 2007-11-20 3M Innovative Properties Company Registration arrangement for fuel cell assemblies
US20050106440A1 (en) 2003-11-19 2005-05-19 Honda Motor Co., Ltd. Proton conductor and method for producing the same
US7214442B2 (en) 2003-12-02 2007-05-08 Los Alamos National Security, Llc High specific power, direct methanol fuel cell stack
CA2499104A1 (en) * 2004-03-11 2005-09-11 Celgard Llc Direct methanol fuel cell
CA2569366A1 (en) * 2004-06-10 2005-12-29 California Institute Of Technology Processing techniques for the fabrication of solid acid fuel cell membrane electrode assemblies
US20060134498A1 (en) 2004-12-22 2006-06-22 Hamm Robert L Fuel cell stack and method of making same
US9614232B2 (en) 2007-12-28 2017-04-04 Altergy Systems Modular unit fuel cell assembly

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8557462B2 (en) 2009-01-14 2013-10-15 Samsung Sdi Co., Ltd. Fuel cell stack and fuel cell system using the same
CN101794899B (zh) * 2009-01-14 2014-08-13 三星Sdi株式会社 燃料电池堆叠及燃料电池系统
CN103181010A (zh) * 2010-10-22 2013-06-26 日产自动车株式会社 固体高分子型燃料电池用电极催化剂
CN105449229A (zh) * 2014-09-22 2016-03-30 株式会社东芝 催化剂层、其制备方法、膜电极组件以及电化学电池
US10573897B2 (en) 2014-09-22 2020-02-25 Kabushiki Kaisha Toshiba Catalyst layer, method for producing the same, membrane electrode assembly and electrochemical cell
CN106040318A (zh) * 2016-06-03 2016-10-26 合肥工业大学 基于吡唑鎓盐的阴离子交换膜材料及其制备方法和应用
CN106040318B (zh) * 2016-06-03 2018-06-15 合肥工业大学 基于吡唑鎓盐的阴离子交换膜材料及其制备方法和应用
WO2019191468A1 (en) * 2018-03-29 2019-10-03 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Energy storage devices including at least one electrode comprising a metal diboride, and related methods
US10777806B2 (en) 2018-03-29 2020-09-15 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Energy storage devices including at least one electrode comprising a metal diboride, and related methods
CN113571711A (zh) * 2021-06-24 2021-10-29 黄洁 燃料电池膜电极阴阳介质板交替插置装置
CN113571711B (zh) * 2021-06-24 2024-02-13 重庆龙港活动房屋有限公司 燃料电池膜电极阴阳介质板交替插置装置

Also Published As

Publication number Publication date
CA2626932A1 (en) 2007-05-31
US20070117005A1 (en) 2007-05-24
AU2006317656A1 (en) 2007-05-31
EP1952464A4 (en) 2013-01-16
WO2007061522A3 (en) 2007-10-04
WO2007061522A2 (en) 2007-05-31
EP1952464A2 (en) 2008-08-06
BRPI0618686A2 (pt) 2011-09-06
US7833645B2 (en) 2010-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101310398A (zh) 质子交换膜燃料电池和形成燃料电池的方法
CA2334630C (en) Fuel cell gas separator
US8105731B2 (en) Fuel cell system
JP5771643B2 (ja) 改良された電気化学装置
US7807312B2 (en) Portable electrical energy generation equipment
US10396332B2 (en) Bus bar assembly for an electrochemical cell stack
AU1326801A (en) Fuel cell and bipolar plate for use with same
US20080032174A1 (en) Proton exchange membrane fuel cells and electrodes
US20080318114A1 (en) Separator for fuel cell and its manufacturing method and fuel cell stack using the separator
MX2009000085A (es) Ensamble mejorado de celdas de combustible.
KR101120926B1 (ko) 연료 전지 구조
CA2454710A1 (en) A structurally yieldable full cell seal
US20090136807A1 (en) Mea component, and polymer electrolyte fuel cell
US20030118888A1 (en) Polymer coated metallic bipolar separator plate and method of assembly
US8383280B2 (en) Fuel cell separator plate with integrated heat exchanger
JP4674789B2 (ja) 膜電極素子の製造方法、膜電極素子及び燃料電池
US20060204823A1 (en) End assembly for an electrochemical cell stack
US20060204824A1 (en) System and method for collecting current in an electrochemical cell stack
JP3968028B2 (ja) 燃料電池用容器及びその製造方法
US10847826B2 (en) Polymer electrolyte fuel cells and production method thereof
JP5136051B2 (ja) 燃料電池
JP4752172B2 (ja) 燃料電池
CN219591453U (zh) 用于燃料电池系统的电堆以及燃料电池系统
KR20070017987A (ko) 고분자 전해질형 연료전지
JP4497849B2 (ja) 燃料電池用容器および燃料電池

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20081119