CN209418651U - 一种新型燃料电池用质子交换膜 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型燃料电池用质子交换膜，包括质子交换膜，所述质子交换膜包括质子交换膜主体、催化剂层和扩散层，所述催化剂层靠近质子交换膜主体的一侧设置在质子交换膜主体的表面，所述催化剂层靠近质子交换膜主体的一侧设置在催化剂层的表面，所述质子交换膜的外侧设置有框架。本实用新型通过质子交换膜、质子交换膜主体、催化剂层、扩散层、框架、安装槽、燃料气体通道、氧化剂通道和冷却介质通道相互配合，框架表面的安装槽内壁与质子交换膜的四个侧边相互黏接，以提高质子交换膜板的材料强度，避免质子交换膜上的催化剂和扩散层容易因为热胀冷缩造成本身材料疲劳而破裂，使得质子交换膜能够大规模生产利用。
Description
技术领域
本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体为一种新型燃料电池用质子交换膜。
背景技术
燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高; 另外，燃料电池用燃料和氧气作为原料；同时没有机械传动部件，故没有噪声污染，排放出的有害气体极少。由此可见，从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术。质子交换膜是质子交换膜燃料电池的核心部件，起到分隔燃料和氧化剂，并防止它们直接发生反应作用，对电池性能起着关键作用，它不仅具有阻隔作用，还具有传导质子的作用。
常见的质子交换膜上的催化剂和扩散层容易因为热胀冷缩造成本身材料疲劳而破裂，制约了质子交换膜的大规模生产利用，为此，我们提出一种新型燃料电机用质子交换膜，以解决上述背景技术中出现的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种新型燃料电池用质子交换膜，以解决上述背景技术中出现的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种新型燃料电池用质子交换膜，包括质子交换膜，所述质子交换膜包括质子交换膜主体、催化剂层和扩散层，所述催化剂层靠近质子交换膜主体的一侧设置在质子交换膜主体的表面，所述催化剂层靠近质子交换膜主体的一侧设置在催化剂层的表面，所述质子交换膜的外侧设置有框架，所述框架的前侧开设有安装槽，所述安装槽的内壁与质子交换膜的四周相互黏接。
优选的，所述催化剂层的材质包括Pt。
优选的，所述扩散层的材质包括碳纤维纸。
优选的，所述框架的材质为热塑性高分子材料。
优选的，所述框架前侧的四角处均开设有安装孔。
优选的，所述框架表面的左右两侧从上至下依次开设有燃料气体通道、氧化剂通道、冷却介质通道。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
1、本实用新型通过质子交换膜、质子交换膜主体、催化剂层、扩散层、框架、安装槽、燃料气体通道、氧化剂通道和冷却介质通道相互配合，框架表面的安装槽内壁与质子交换膜的四个侧边相互黏接，以提高质子交换膜板的材料强度，避免质子交换膜上的催化剂和扩散层容易因为热胀冷缩造成本身材料疲劳而破裂，使得质子交换膜能够大规模生产利用。
2、本实用新型通过设置安装孔起到了便于对装置进行安装的作用。
附图说明
图1为本实用新型实主视图的结构示意图；
图2为本实用新型实左视图的结构剖面图；
图3为本实用新型实左视图的结构剖面图；
图4为本实用新型质子交换膜左视图的结构剖面图；
图5为本实用新型安装结构示意图。
图中：1质子交换膜、11质子交换膜主体、12催化剂层、13扩散层、2框架、3安装槽、4安装孔、5燃料气体通道、6氧化剂通道、7冷却介质通道、8阳极板、81燃料气体通道、82氧化剂通道、83冷却介质通道、9阴极板、91燃料气体通道、92氧化剂通道、93冷却介质通道。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例1
请参阅图1-4，一种新型燃料电池用质子交换膜，包括质子交换膜1，质子交换膜1包括质子交换膜主体11、催化剂层12和扩散层13，催化剂层12靠近质子交换膜主体11的一侧设置在质子交换膜主体11的表面，催化剂层12靠近质子交换膜主体11的一侧设置在催化剂层12的表面，质子交换膜1的外侧设置有框架2，框架2的前侧开设有安装槽3，安装槽3的内壁与质子交换膜1的四周相互黏接。
具体的，催化剂层12的材质包括Pt
具体的，扩散层13的材质包括碳纤维纸。
具体的，框架2的材质为热塑性高分子材料。
具体的，框架2前侧的四角处均开设有安装孔4。
具体的，框架2表面的左右两侧从上至下依次开设有燃料气体通道5、氧化剂通道6、冷却介质通道7。
首先，将热塑性高分子材料加热，通过模具形成图1中的框架2，将质子交换膜1放入框架2的安装槽3中，接着利用加热以及加工加压程序，让在质子交换膜1的四个侧边的热塑性高分子开始软化，由固体变成液态，然后让液态的热塑性高分子由于持续的受热液化而以液体的方式朝向质子交换膜1的四个侧边的内侧流动，冷却后，热塑性高分子回复到固态的结构，使得由热塑性高分子材料所形成的框架2将质子交换膜1包裹，通过框架2来提高质子交换膜1的材料强度。
实施例2
请参阅图1-5，图5为质子交换膜燃料电池中的一组的金属极板与质子交换膜装置的主视图，质子交换膜燃料电池是由多组电池组成的一个燃料电池，而每一组电池1则是至少包含了阳极板8、阴极板9及设置在阳极板8及阴极板9之间的质子交换膜1，阳极板8的表面开设有81燃料气体通道、82氧化剂通道、83冷却介质通道，阴极板9的表面开设有91燃料气体通道、92氧化剂通道、93冷却介质通道，将通过安装孔4将阳极板8、质子交换膜1和阴极板9进行固定安装，阳极板8及阴极板9的基材可以是不锈钢、钛材等，且阳极板8及阴极板9以焊接方式结合。
综上所述：该新型燃料电池用质子交换膜，通过质子交换膜1、质子交换膜主体11、催化剂层12、扩散层13、框架2、安装槽3、燃料气体通道5、氧化剂通道6和冷却介质通道7相互配合，框架2表面的安装槽3内壁与质子交换膜1的四个侧边相互黏接，以提高质子交换膜板1的材料强度，避免质子交换膜1上的催化剂层12和扩散层13容易因为热胀冷缩造成本身材料疲劳而破裂，使得质子交换膜1能够大规模生产利用。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种新型燃料电池用质子交换膜，包括质子交换膜（1），其特征在于：所述质子交换膜（1）包括质子交换膜主体（11）、催化剂层（12）和扩散层（13），所述催化剂层（12）靠近质子交换膜主体（11）的一侧设置在质子交换膜主体（11）的表面，所述催化剂层（12）靠近质子交换膜主体（11）的一侧设置在催化剂层（12）的表面，所述质子交换膜（1）的外侧设置有框架（2），所述框架（2）的前侧开设有安装槽（3），所述安装槽（3）的内壁与质子交换膜（1）的四周相互黏接。
2.根据权利要求1所述的一种新型燃料电池用质子交换膜，其特征在于：所述催化剂层（12）的材质包括Pt。
3.根据权利要求1所述的一种新型燃料电池用质子交换膜，其特征在于：所述扩散层（13）的材质包括碳纤维纸。
4.根据权利要求1所述的一种新型燃料电池用质子交换膜，其特征在于：所述框架（2）的材质为热塑性高分子材料。
5.根据权利要求1所述的一种新型燃料电池用质子交换膜，其特征在于：所述框架（2）前侧的四角处均开设有安装孔（4）。
6.根据权利要求1所述的一种新型燃料电池用质子交换膜，其特征在于：所述框架（2）表面的左右两侧从上至下依次开设有燃料气体通道（5）、氧化剂通道（6）、冷却介质通道（7）。
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| CN201920433047.5U Active CN209418651U (zh) | 2019-04-02 | 2019-04-02 | 一种新型燃料电池用质子交换膜 |
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