CN1201270A - 聚合物膜燃料电池用气体扩散电极 - Google Patents

聚合物膜燃料电池用气体扩散电极 Download PDF

Info

Publication number
CN1201270A
CN1201270A CN98109696A CN98109696A CN1201270A CN 1201270 A CN1201270 A CN 1201270A CN 98109696 A CN98109696 A CN 98109696A CN 98109696 A CN98109696 A CN 98109696A CN 1201270 A CN1201270 A CN 1201270A
Authority
CN
China
Prior art keywords
anode
negative electrode
fuel cell
catalyst
electrode
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.)
Granted
Application number
CN98109696A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1166018C (zh
Inventor
E·拉默尼
M·基恩伯格
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.)
Industrie de Nora SpA
Original Assignee
De Nora Permelec SpA
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 De Nora Permelec SpA filed Critical De Nora Permelec SpA
Publication of CN1201270A publication Critical patent/CN1201270A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1166018C publication Critical patent/CN1166018C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

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
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H01M4/92—Metals of platinum group
    • H01M4/928—Unsupported catalytic particles; loose particulate catalytic materials, e.g. in fluidised state
    • 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
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H01M4/92—Metals of platinum group
    • H01M4/925—Metals of platinum group supported on carriers, e.g. powder carriers
    • H01M4/926—Metals of platinum group supported on carriers, e.g. powder carriers on carbon or graphite
    • 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
    • H01M4/96—Carbon-based 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
    • H01M8/10—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
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065—Solid electrolytes
    • H01M2300/0082—Organic polymers
    • 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
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H01M4/92—Metals of platinum group
    • H01M4/921—Alloys or mixtures with metallic elements
    • 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
    • H01M8/04291—Arrangements for managing water in solid electrolyte fuel cell systems
    • 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

Abstract

本发明公开了一种适用于固体聚合物电解质燃料电池的改进电极,该电极包括薄、多孔、扁平的导电基片,该基片的一侧涂覆有由低表面积导电碳与第一疏水剂相混合而形成的预涂层,该预涂层上涂覆有由载于高表面积导电碳上的铂与第二疏水剂相混合而形成的催化层。所覆涂层的疏水程度经适当调节以获得最适用的催化剂并可改善该工艺的水平衡。

Description

聚合物膜燃料电池用气体扩散电极
燃料电池是其中燃料(例如氢或其混合物)与助燃物(例如纯氧、空气、氯气或溴)发生化合作用所释放的反应能不是完全转化为热能，而是转化为作为直流电的电能的装置。在所述装置中，燃料供给阳极从而得到负极性，而助燃物供给阴极使之成为正极性。在燃料电池最常见的体系中，即那些输入有氢和氧或其混合物的电池中，对电能的释放所关注的是使用燃料的高利用率和对于环境的非常小的几乎可以忽略的负效应(没有有害逸出物和噪声)。
燃料电池大概的分类，常规上是基于用来分隔阳极室和阴极室的电解质的种类，而其结果是依据电池可能操作的温度范围来分类。此种分类可能由为所述类型的燃料而设计的用途直接反映。
更具体地，在高温即高于200℃温度下操作的燃料电池现在正成为大型设备的替代电源，而且令人感兴趣的问题是由高热条件所确保的共生(co-generation)可能性。相反，在低温电池(25-200℃)领域中，对固体聚合物电解质燃料电池的兴趣不断增加，该电池的阴极室和阳极室分别输入有氢气(由其前体经催化转化而得到的纯氢或其混合物)和纯氧(优选为空气)。
在这些装置可提供的许多优点中，对于非常快的起动、跟随在电源供应的非常广阔的领域中所需电源变化的瞬时能力和高电效率方面给予了特别注意。由于所有这些原因，固体聚合物电解质燃料电池最为适宜的应用领域是小型家用电源、小型连续发电机、由在化学和电化学设备中作为副产物产生的氢而得到的高效能量恢复以及电力传输。
固体聚合物电解质的典型实施方案是由离子交换膜组成，其特征在于高的离子电导率。发展此种电解质是作为更传统的酸性或碱性溶液(例如正磷酸或氢氧化钾)的替代品，以解决与使用液态电解质有关的问题，尽管一般该液态电解质包含在多孔基片中，但由于两室间的瞬时压力不平衡而给其使用带来严重局限。另外，由于所述电解质具有强腐蚀性所以需要非常昂贵的构造材料。
在聚合物离子交换膜燃料电池领域中，起初面临的主要缺点是难于在膜区域(其中电流是由正电荷载体(H+离子)传输的)和两个电极表面之间提供优良的电连续性，其中的电导率是由电子流所保证的。通过阳极和阴极反应的方式在催化剂颗粒上形成两个载体之间的电荷通路，该催化剂激活电极。在具有(其中输入了含有作为燃料的氢气的混合物的)阳极和(输入了含氧气的混合物的)阴极的电池的典型情况中，反应分别为：
Figure A9810969600041
Figure A9810969600042
为了获得非常有效的装置，催化颗粒和膜之间的接触点必须能使气体反应物易于到达。为达此目的，电极中含有疏水剂(例如聚四氟乙烯P.T.F.E.)，该疏水剂可将阴极反应所生成的水局部隔离从而为气体留出自由入口。只有膜和催化剂的接触点和反应物的入口处得到保证时才能保证有效的反应位置。
在现有技术中为增加这些接触点而提出了在膜的两侧上使用大量催化剂(常规为膜的每侧含有40-50克/米2)的第一溶液。铂黑是唯一能够确保工业应用中的有效效能的催化剂。然而由于这种材料的成本高而完全阻止了此种技术的工业发展。出于比较的原因必须注意，在使用嵌入基片中的磷酸作为电解质的最近的燃料电池技术中，所用铂的用量比以前低了十倍。在磷酸燃料电池中最常用的电极是由涂覆于导电薄碳布制成的基片上的催化剂活化的，该催化剂是由载于活性炭颗粒上的铂组成的。在US4647359中所描述的这些电极可由E-TEK，U.S.A.公司商购到，商标为ELATTM。ELATTM电极特别适用于磷酸燃料电池中。实际上作为基片的碳布的一侧被催化剂和疏水剂的混合物活化，而另一侧则由与疏水剂相混合的导电碳活化，目的是将电解质物理约束在多孔载体基片中，正如业已描述过的。在US4647359中描述的电极所提及的一类疏水粘合剂完全不适用于聚合物离子交换膜燃料电池中。
首先，这种结构涉及面对膜的活性表面对面的疏水表面。如前所述，这是由于需要将液体电极约束在多孔基体内部，而在固体电解质的情况中该疏水表面则完全没有用，反而它将带来任何所不需要的多余的欧姆损失。而且在规模生产中，活化两个表面是不利的，因为这将导致自动化生产工艺的过度复杂化。在US4647359中所描述的方法也提及了含有催化剂和疏水粘合剂的均匀混合物的电极活性表面。但是这导致在基片的粗糙部分内损失了大量的催化剂。
在US4876115中也描述了将ELATTM电极用于隔膜燃料电池中。该发明包括用质子导电的液体浸渍电极活性表面，从而产生了实际上从膜相延伸直至达到电极的更外表面上的三维反应区，因此使铂的利用率增加了一个数量级。其后的步骤，正如US3134697中所述，包括将电极热压在膜上则得到具有与现有技术中铂含量较高的膜-电极组件相同的电化学性能的膜-电极组件。在膜燃料电池中为获得电极的最佳性能所需的典型贵金属载量减少至每平方米活性表面5克。尽管ELATTM电极起初并非是为此目的而设计的，但是感谢这项发明为ELATTM电极在该领域中得到快速应用。
这两项技术的结合原则上可赋予膜-电极组件所希望的电化学性能，然而从工业化的角度考虑则是不能完全满意的。特别地，由于与自动化有关的问题而造成将两个电极热压在固体电解质上的工艺是非常昂贵的。实际上必须将每个膜-电极组件加热和加压一定时间以足够使元件相互紧密接触，这段时间一般在几分种范围内。而且所需温度必须超过100℃而相对湿度接近于100％，否则可商购的或在文献中记载的适用于任何燃料电池的隔膜将遭受不可逆的损坏。所需元件的高成本导致不能扔弃已损坏的元件，而这些在必须将许多参数(时间、温度、压力、相对湿度)保持在非常严格的容许极限内的大规模生产中又是不可避免的。另外，隔膜在热循环和各种相对湿度下将发生明显膨胀。然而电极却基本上是尺寸稳定的。这导致界面处的危险应力而造成可能损坏热压组件，而将该组件组装在电池中以前必须严格控制条件，从而增加了制造成本。
基本上阻碍了固体聚合物电解质燃料电池的工业成功的这些缺点已被US5482792中记载的组件克服了，该专利公开了组装电池时由于使用了表现出残余可变形性的集流器使得在单个元件叠加后，热压膜-电极组件可在原位进行。这种集流器可提供均匀分布的接触点，同时使电池的夹具所产生的压力在两个电极上以密点式均匀分布。
本发明的主要目的是用改善现有电极性能的方法，使其适用于固体聚合物电解质电池中，该现有电极包括薄的多孔导电基片并设计应用于液体电解质电池中。
特别地，本发明在于仅用具有低表面积导电碳和第一疏水剂的预涂层活化所述薄的多孔导电基片的一面，而后叠加一层由载于高表面积导电碳上的铂与第二疏水剂相混合所构成的催化层，并且调节所涂覆涂层的疏水度以获得最佳效能的催化剂。
为得到用于聚合物燃料电池的电极的电化学性能最佳化需到达下述要求：·最大限度地增加催化剂与质子导体之间的活性接触面积，即同时与膜接触的催化颗粒数和与有效输入的气体反应物接触的颗粒数；·膜-电极组件中的最佳水平衡，使电解质完全水化，即为了确保优异的电导率而又不造成催化颗粒中可能抑制反应物进入的过量的水。
惊奇地发现，将疏水粘合剂以渐减的量在阴极的内、外侧之间分配是非常有利的，而在阳极不会得到相似结果。因此，对阴极和阳极施以不同的处理方法，并且为每个电极设计出最佳组成。在这两种情况下，首先在基片上涂覆低表面积导电碳与疏水粘合剂相混合的预涂层。涂覆所述预涂层的目的是向电极提供所需疏水性能，并且基本上填充基片的粗糙部分以获得非常平整的表面。将由载于高表面积碳上的铂基催化剂与第二疏水剂相混合而形成的催化层涂覆于由上述方法获得的基片上。调整催化剂中的铂/碳比以使暴露的铂的表面积最大。事实上，当使用一定量的贵金属时，对于具有过度分散的铂的催化剂将得到较厚的催化层，而这会导致在过深的层中埋藏大量铂的危险，从而不能得到连续的隔膜。相反，含有过浓铂的催化剂表现出过度减少的比表面积(这涉及所使用的金属的量)。
在输入非纯氢的燃料电池的应用中，铂经常由于中毒而发生去活化。在这些情况中，用含有以铂合金的形式存在的铂催化剂来激活燃料电池的阳极可以获得优异的进步。例如，调节以重量为单位的铂/碳比同样可以推广到铂-钌二元合金。
下列实例所示为：·以纯铂或其合金形式分散于碳表面的最佳贵金属的含量在30-40％(重量)范围内。·在阴极预涂层中的最佳P.T.F.E.浓度在50-60％(重量)范围内。·在阳极预涂层中的最佳P.T.F.E.浓度为15和20％(重量)之间。·在阳极和阴极催化层中的最佳P.T.F.E浓度在10-20％(重量)范围内。
                    实施例
根据下述方法制备用于燃料电池中的一些电极样品：-将含有预涂层组分的水分散体涂覆在基片表面并在环境温度下干燥，以获得每平方米25克的碳特定载量；-其后将含有催化层组分的水分散体涂覆于预涂层上并在环境温度下干燥，以得到每平方米6克贵金属的特定载量；-将这样获得的活性基片在350℃热处理30分钟；-将5％的全氟磺酸聚合物的氢化乙醇悬浮液(可商购，由纳幕尔杜邦公司提供，商标为Nafion)用涂刷法涂覆于活性基片上，随后在环境温度下干燥。最终含量为10g/m2。
该基片由厚度为0.35mm的导电碳布(示于表1中，以TC表示)或由商业上称之为“金属海绵”的完全扁平的网状金属镍(示于表1中，以SM表示)组成。
将作为疏水粘合剂的Shawinigan乙炔黑碳P.T.F.E.用于预涂层中。
将相同的疏水粘合剂与载于Vulan XC-72碳上的Pt相结合用于催化层中。
该样品具有下列性能：表1
   样品   基片类型    预涂层中的P.T.F.E.    催化层中的P.T.F.E. 催化层中的贵金属 催化层中碳上的贵金属％(重量)
    A     TC     15％     50％     Pt     30％
    B     TC     30％     50％     Pt     30％
    C     TC     40％     50％     Pt     30％
    D     TC     50％     50％     Pt     30％
    E     TC     65％     50％     Pt     30％
    F     SM     50％     50％     Pt     30％
    G     TC     20％     50％     Pt     30％
    H     TC     25％     50％     Pt     30％
    I     SM     60％     50％     Pt     30％
    J     TC     70％     50％     Pt     30％
    K     TC     60％     15％     Pt     20％
    L     TC     60％     15％     Pt     40％
    M     TC     60％     15％     Pt     50％
    N     TC     60％     15％     Pt     70％
    O     TC     15％     30％     Pt     30％
    P     TC     15％     10％     Pt     30％
    Q     TC     15％     20％     Pt     30％
    R     TC     20％     15％     Pt     30％
    S     TC     60％     25％     Pt     30％
    T     TC     60％     40％     Pt     30％
    U     TC     60％     10％     Pt     30％
    V     SM     15％     15％  Pt∶Ru 1∶1     30％
    W     TC     15％     15％  Pt∶Ru 1∶1     50％
    X     TC     15％     30％  Pt∶Ru 1∶1     50％
一些ELATTM电极的样品是由E-TEK美国公司制造的。根据US4647359所公开的方法制备的样品其铂的含量为每平方米6克。将液态Nafion层涂覆于与表1相同的工艺制备的样品上。这些外加的样品用Y表示。根据US5482792所教授的方法，向阳极输入纯氢气并且向阴极输入空气制备活性表面积为25cm2的燃料电池，其中与Nafion117膜相结交替地安装有表1中的电极样品。所有测试均在相同操作条件下进行，在3kA/m2下同样的时间间隔为6小时。每次测试结束后测定池电压。其结果记录于表2中。表2
  测试N°    阳极    阴极   3kA/m2时的池电压
    1     Y     Y     730mV
    2     D     D     740mV
    3     F     F     740mV
    4     A     D     755mV
    5     B     D     750mV
    6     C     D     745mV
    7     J     D     720mV
    8     G     D     755mV
    9     H     D     755mV
    10     A     B     715mV
    11     A     C     745mV
    12     A     E     760mV
    13     A     I     765mV
    14     A     J     740mV
    15     O     E     770mV
    16     P     E     775mV
    17     Q     E     775mV
    18     Q     S     795mV
    19     Q     T     780mV
    20     Q     U     795mV
    21     Q     K     760mV
    22     Q     L     790mV
    23     Q     M     775mV
    24     Q     N     765mV
    25     V     U     790mV
    26     W     U     790mV
    27     X     U     780mV
上面的描述用于确定本发明的特征及其某些用途。然而，可以使用上述电极结构和等同结构的其它用途也不脱离本发明的范围，并且应包含在下述权利要求的范围内。

Claims (10)

1、固体聚合物电解质燃料电池用阳极，含有多孔扁平的导电基片，其特征在于，它包括-由低表面积碳与第一疏水粘合剂相混合形成的预涂层，其中所述粘合剂的浓度在15和25％(重量)之间；-由催化剂与第二疏水粘合剂相混合而形成的催化层，其中催化剂是由分散于高表面积碳上的纯铂或其合金制备的，贵金属重量含量在30和40％范围内，并且其中所述疏水粘合剂的浓度在10和20％(重量)之间。
2、根据权利要求1的阳极，其特征在于，导电基片由碳布制成。
3、根据权利要求1的阳极，其特征在于，导电基片由金属材料制成。
4、根据权利要求3的阳极，其特征在于，该金属材料是扁平的金属海绵。
5、根据权利要求1-4的阳极，其特征在于，将所述阳极在300℃温度下进行补充热处理。
6、固体聚合物电解质燃料电池用阴极，该阴极含有多孔扁平的导电基片，其特征在于，它包括-是由低表面积碳与第一疏水粘合剂相混合形成的预涂层，其中所述粘合剂的浓度在50和65％(重量)之间；-由催化剂与第二疏水粘合剂相混合形成的催化层，其中催化剂是由分散于高表面积碳上的纯铂或其合金制备的，贵金属的重量含量在30和40％之间，并且其中所述疏水粘合剂的浓度在10和20％(重量)之间。
7、根据权利要求6所述的阴极，其特征在于，导电基片由碳布制成。
8、根据权利要求6所述的阴极，其特征在于，导电基片由金属材料制成。
9、根据权利要求8所述的阴极，其特征在于，该金属材料是扁平的金属海绵。
10、根据权利要求6-9所述的阴极，其特征在于，将所述阴极在300℃温度下进行补充热处理。
CNB981096964A 1997-04-18 1998-04-17 聚合物膜燃料电池用气体扩散电极 Expired - Fee Related CN1166018C (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT000907A/1997 1997-04-18
IT97MI000907A IT1291603B1 (it) 1997-04-18 1997-04-18 Elettrodi a diffusione gassosa per cella a combustibile a membrana polimerica
IT000907A/97 1997-04-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1201270A true CN1201270A (zh) 1998-12-09
CN1166018C CN1166018C (zh) 2004-09-08

Family

ID=11376951

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB981096964A Expired - Fee Related CN1166018C (zh) 1997-04-18 1998-04-17 聚合物膜燃料电池用气体扩散电极

Country Status (14)

Country Link
US (1) US6017650A (zh)
EP (1) EP0872906B1 (zh)
JP (1) JP4522502B2 (zh)
KR (1) KR100514703B1 (zh)
CN (1) CN1166018C (zh)
AT (1) ATE197203T1 (zh)
AU (1) AU737289B2 (zh)
BR (1) BR9803689A (zh)
CA (1) CA2234213C (zh)
DE (1) DE69800361T2 (zh)
DK (1) DK0872906T3 (zh)
ES (1) ES2152720T3 (zh)
ID (1) ID20235A (zh)
IT (1) IT1291603B1 (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1324750C (zh) * 2002-09-30 2007-07-04 日本电气株式会社 燃料电池的运转方法及燃料电池以及搭载了它的携带机器
CN100337352C (zh) * 2003-03-21 2007-09-12 乐金电子(天津)电器有限公司 燃料电池
CN100341178C (zh) * 2001-12-19 2007-10-03 3M创新有限公司 电化学电池用气体扩散层的制造方法
CN100376051C (zh) * 2003-05-13 2008-03-19 乐金电子(天津)电器有限公司 燃料电池混合电极结构
CN102286758A (zh) * 2010-06-17 2011-12-21 拜尔材料科学股份公司 气体扩散电极和生产它的方法
CN115020736A (zh) * 2022-04-20 2022-09-06 中国科学院大连化学物理研究所 一种基于纤维排布型微孔层的气体扩散层及其制备方法与应用
CN116178766A (zh) * 2023-04-27 2023-05-30 佛山科学技术学院 一种全氟磺酸纳米复合膜及其制备方法

Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6967183B2 (en) * 1998-08-27 2005-11-22 Cabot Corporation Electrocatalyst powders, methods for producing powders and devices fabricated from same
JPH11339815A (ja) * 1998-05-29 1999-12-10 Aisin Seiki Co Ltd 固体高分子電解質型燃料電池およびその製造方法
JP2000182625A (ja) * 1998-12-11 2000-06-30 Toyota Motor Corp 燃料電池用電極及びその製造方法
US6277513B1 (en) * 1999-04-12 2001-08-21 General Motors Corporation Layered electrode for electrochemical cells
CA2312446C (en) * 1999-06-21 2006-04-04 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha (Also Trading As Honda Motor Co., Ltd .) Active solid polymer electrolyte membrane in solid polymer type fuel cell and process for the production thereof
US6517962B1 (en) * 1999-08-23 2003-02-11 Ballard Power Systems Inc. Fuel cell anode structures for voltage reversal tolerance
JP4326179B2 (ja) * 1999-08-27 2009-09-02 パナソニック株式会社 高分子電解質型燃料電池
ATE344539T1 (de) * 1999-08-27 2006-11-15 Umicore Ag & Co Kg Elektrokatalysator für brennstoffzellen
EP1079452B1 (de) * 1999-08-27 2006-11-02 Umicore AG & Co. KG Elektrokatalysator für Brennstoffzellen
US6368751B1 (en) * 1999-10-08 2002-04-09 Reves, Inc. Electrochemical electrode for fuel cell
US7052805B2 (en) * 2000-06-02 2006-05-30 Sri International Polymer electrolyte having acidic, basic and elastomeric subunits
EP1305837B1 (en) 2000-07-27 2010-11-17 City Technology Limited Gas sensors
US6566004B1 (en) 2000-08-31 2003-05-20 General Motors Corporation Fuel cell with variable porosity gas distribution layers
US6663994B1 (en) 2000-10-23 2003-12-16 General Motors Corporation Fuel cell with convoluted MEA
US7592089B2 (en) * 2000-08-31 2009-09-22 Gm Global Technology Operations, Inc. Fuel cell with variable porosity gas distribution layers
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
DE10052190B4 (de) * 2000-10-21 2009-10-22 BDF IP Holdings Ltd., Vancouver Gasdiffusionselektrode, Membranelektrodenanordnung, Verfahren zur Herstellung einer Gasdiffusionselektrode und Verwendung einer Membranelektrodenanordnung
DE10052224B4 (de) * 2000-10-21 2009-12-10 Daimler Ag Gasdiffusionselektrode mit erhöhter Toleranz gegenüber Feuchteschwankung, eine diese aufweisende Membranelektrodenanordnung, Verfahren zur Herstellung der Gasdiffusionselektrode und der Membranelektrodenanordnung sowie Verwendung der Membranelektrodenanordnung
EP1357617A4 (en) * 2001-03-08 2008-03-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd GAS DIFFUSION ELECTRODE AND THIS USING FUEL CELL
DE10114646A1 (de) * 2001-03-24 2002-09-26 Xcellsis Gmbh Herstellung einer festhaftenden, wasserabweisenden Katalysatorschicht
US6620542B2 (en) 2001-05-30 2003-09-16 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Flex based fuel cell
US7316855B2 (en) * 2001-06-01 2008-01-08 Polyfuel, Inc. Fuel cell assembly for portable electronic device and interface, control, and regulator circuit for fuel cell powered electronic device
US7005206B2 (en) * 2001-06-01 2006-02-28 Polyfuel, Inc. Fuel cell assembly for portable electronic device and interface, control, and regulator circuit for fuel cell powered electronic device
JP3649686B2 (ja) * 2001-11-02 2005-05-18 本田技研工業株式会社 固体高分子型燃料電池用電極の製造方法
DE10211177A1 (de) * 2002-03-14 2003-10-02 Daimler Chrysler Ag Membran-Elektroden-Einheit
US20040013935A1 (en) * 2002-07-19 2004-01-22 Siyu Ye Anode catalyst compositions for a voltage reversal tolerant fuel cell
AU2003298806A1 (en) * 2002-12-02 2004-06-23 Polyfuel, Inc. Fuel cell cartridge for portable electronic device
US7923172B2 (en) * 2003-11-14 2011-04-12 Basf Fuel Cell Gmbh Structures for gas diffusion materials and methods for their fabrication
US20060199059A1 (en) * 2005-03-01 2006-09-07 Xu Helen X Ion conductive polymer electrolyte and its membrane electrode assembly
US7601216B2 (en) * 2005-04-14 2009-10-13 Basf Fuel Cell Gmbh Gas diffusion electrodes, membrane-electrode assemblies and method for the production thereof
TWI342082B (en) * 2005-12-30 2011-05-11 Ind Tech Res Inst Electrode structure
FR2897070B1 (fr) 2006-02-03 2008-12-19 Commissariat Energie Atomique Procede dli-mocvd pour la fabrication d'electrodes pour reacteurs electrochimiques, electrodes obtenues par ce procede et pile a combustible et accumulateur mettant en oeuvre de telles electrodes
FR2897205B1 (fr) 2006-02-03 2009-06-05 Commissariat Energie Atomique Cathode pour reacteur electrochimique, reacteur electrochimique integrant de telles cathodes et procede de fabrication d'une telle cathode
US20070264550A1 (en) * 2006-03-30 2007-11-15 Magpower Systems Inc. Air diffusion cathodes for fuel cells
US7608358B2 (en) * 2006-08-25 2009-10-27 Bdf Ip Holdings Ltd. Fuel cell anode structure for voltage reversal tolerance
WO2008024465A2 (en) * 2006-08-25 2008-02-28 Bdf Ip Holdings Ltd. Fuel cell anode structure for voltage reversal tolerance
EP2228857A1 (de) 2009-03-06 2010-09-15 Basf Se Verbesserte Membran-Elektrodeneinheiten
US20110159403A1 (en) * 2010-03-02 2011-06-30 Ford Global Technologies, Llc Layered Catalyst Assembly and Electrode Assembly Employing the Same
US20110159400A1 (en) * 2010-03-02 2011-06-30 Ford Global Technologies, Llc Hybrid Catalyst System and Electrode Assembly Employing the Same
DE102013207900A1 (de) * 2013-04-30 2014-10-30 Volkswagen Ag Membran-Elektroden-Einheit und Brennstoffzelle mit einer solchen
EP2869382B1 (en) 2013-10-30 2018-12-12 Basf Se Improved membrane electrode assemblies
CN104959997B (zh) * 2015-06-30 2017-04-12 山东科技大学 机械手小臂拉力可调平衡装置及其参数优化设计方法
JP6964219B2 (ja) * 2017-10-02 2021-11-10 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 触媒層とその触媒層を用いた燃料電池、および、その触媒層の製造方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4647359A (en) * 1985-10-16 1987-03-03 Prototech Company Electrocatalytic gas diffusion electrode employing thin carbon cloth layer
US4876115A (en) * 1987-01-30 1989-10-24 United States Department Of Energy Electrode assembly for use in a solid polymer electrolyte fuel cell
US4804592A (en) * 1987-10-16 1989-02-14 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Composite electrode for use in electrochemical cells
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
JP2842150B2 (ja) * 1992-06-02 1998-12-24 株式会社日立製作所 固体高分子型燃料電池
US5350643A (en) * 1992-06-02 1994-09-27 Hitachi, Ltd. Solid polymer electrolyte type fuel cell
BE1008455A3 (nl) * 1994-06-07 1996-05-07 Vito Gasdiffusie elektrode met katalysator voor een elektrochemische cel met vast elektrolyt en werkwijze ter vervaardiging van dergelijke elektrode.
JPH08236123A (ja) * 1994-12-28 1996-09-13 Tokyo Gas Co Ltd 燃料電池用電極及びその製造方法
JPH08185866A (ja) * 1994-12-28 1996-07-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 固体高分子型燃料電池とその電極の製造方法
US5636437A (en) * 1995-05-12 1997-06-10 Regents Of The University Of California Fabricating solid carbon porous electrodes from powders
US5783325A (en) * 1996-08-27 1998-07-21 The Research Foundation Of State Of New York Gas diffusion electrodes based on poly(vinylidene fluoride) carbon blends

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100341178C (zh) * 2001-12-19 2007-10-03 3M创新有限公司 电化学电池用气体扩散层的制造方法
CN1324750C (zh) * 2002-09-30 2007-07-04 日本电气株式会社 燃料电池的运转方法及燃料电池以及搭载了它的携带机器
CN100337352C (zh) * 2003-03-21 2007-09-12 乐金电子(天津)电器有限公司 燃料电池
CN100376051C (zh) * 2003-05-13 2008-03-19 乐金电子(天津)电器有限公司 燃料电池混合电极结构
CN102286758A (zh) * 2010-06-17 2011-12-21 拜尔材料科学股份公司 气体扩散电极和生产它的方法
CN102286758B (zh) * 2010-06-17 2016-08-03 科思创德国股份有限公司 气体扩散电极和生产它的方法
CN115020736A (zh) * 2022-04-20 2022-09-06 中国科学院大连化学物理研究所 一种基于纤维排布型微孔层的气体扩散层及其制备方法与应用
CN115020736B (zh) * 2022-04-20 2024-01-26 中国科学院大连化学物理研究所 一种基于纤维排布型微孔层的气体扩散层及其制备方法与应用
CN116178766A (zh) * 2023-04-27 2023-05-30 佛山科学技术学院 一种全氟磺酸纳米复合膜及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CA2234213A1 (en) 1998-10-18
ID20235A (id) 1998-11-05
CA2234213C (en) 2008-02-12
EP0872906A1 (en) 1998-10-21
DE69800361T2 (de) 2001-05-23
BR9803689A (pt) 1999-12-14
US6017650A (en) 2000-01-25
AU6071098A (en) 1998-10-22
DE69800361D1 (de) 2000-11-30
AU737289B2 (en) 2001-08-16
ES2152720T3 (es) 2001-02-01
IT1291603B1 (it) 1999-01-11
JPH10302804A (ja) 1998-11-13
ATE197203T1 (de) 2000-11-15
KR100514703B1 (ko) 2005-12-07
CN1166018C (zh) 2004-09-08
ITMI970907A1 (it) 1998-10-18
DK0872906T3 (da) 2001-01-08
EP0872906B1 (en) 2000-10-25
JP4522502B2 (ja) 2010-08-11
KR19980081482A (ko) 1998-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1166018C (zh) 聚合物膜燃料电池用气体扩散电极
KR100429039B1 (ko) 고분자 전해질형 연료전지
CN1193446C (zh) 高分子电解质型燃料电池的特性复原方法
CN101027807B (zh) 膜电极组件
US8168025B2 (en) Methods of making components for electrochemical cells
US20070264550A1 (en) Air diffusion cathodes for fuel cells
US20070003822A1 (en) Voltage cycling durable catalysts
JPH0536418A (ja) 固体高分子電解質型燃料電池およびその製造方法
CN101415568A (zh) 利用易于去除的掩模制造燃料电池部件的方法
CN102468507A (zh) 通过膜中的氧化物担载的贵金属改进了燃料电池耐久性
CN108539209A (zh) 用于可逆燃料电池的组件
CN101057360B (zh) 预处理的燃料电池膜电极组件
EP2013930A2 (en) Methods of making components for electrochemical cells
CN1477724A (zh) 一种质子交换膜燃料电池膜电极组件的制备方法
JP2004103296A (ja) 固体高分子型燃料電池
Nishikawa et al. Preparation of the electrode for high temperature PEFCs using novel polymer electrolytes based on organic/inorganic nanohybrids
US7862954B2 (en) Fuel cell
CN1985392A (zh) 高分子电解质型燃料电池
CN103178271A (zh) 用于电极面涂层的替代材料
CN115441023A (zh) 一种燃料电池用膜电极及制备方法
CN114566653A (zh) 一种非均匀催化剂层、膜电极及其制备方法
EP2157643B1 (en) Polymer electrolyte fuel cell
WO2023013241A1 (ja) 膜電極接合体、膜電極接合体の製造方法及び電気化学デバイス
JP2012099332A (ja) 燃料電池システム
US20240136540A1 (en) Method for producing catalyst layers for fuel cells

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C53 Correction of patent of invention or patent application
CB02 Change of applicant information

Applicant after: DE Nora Electrodi S. P. A.

Applicant before: De Nora Dermelec S. P. A.

COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: DE NORA CO., LTD. TO: DENORA ELECTRODE AG

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: IND DE NORA S. P. A.

Free format text: FORMER OWNER: DE NORA ELETRODI S.P.A

Effective date: 20130121

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20130121

Address after: Milan Italy

Patentee after: Ind de Nora S. P. A.

Address before: Milan Italy

Patentee before: Denuola electrode Co Ltd

C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20040908

Termination date: 20140417