RU2012132259A

RU2012132259A - Улучшающие характеристики слои для топливных элементов

Info

Publication number: RU2012132259A
Application number: RU2012132259/07A
Authority: RU
Inventors: Гоянь ХОУ; Джереми ШРУТЕН; Джерард Ф. МАКЛЕЙН; Джеймс Александер САВАДА; Тао ВАН
Original assignee: Сосьете Бик
Priority date: 2009-12-28
Filing date: 2010-12-23
Publication date: 2014-02-10
Also published as: SG181944A1; MX2012007565A; KR101909292B1; BR112012015972A2; CN102792502A; WO2011079378A1; EP2519989A1; TW201145661A; JP2013516039A; EP2519989A4; EP2519989B1; JP5967371B2; CA2785059A1; US20120301808A1; KR20120125477A

Abstract

1. Улучшающий характеристики слой для топливного элемента, содержащийодин или несколько электропроводных материалов, при этом по меньшей мере один из электропроводных материалов содержит частицы, которые являются морфологически анизотропными и ориентированы таким образом, чтобы обеспечивать анизотропную проводимость в слое; исвязующее, причем связующее позиционирует частицы таким образом, чтобы они контактировали друг с другом.2. Улучшающий характеристики слой по п. 1, отличающийся тем, что частицы одного или нескольких электропроводных материалов ориентированы таким образом, чтобы обеспечивать проводимость слоя, большую в первом направлении, проходящем в плоскости слоя, чем во втором направлении, перпендикулярном плоскости слоя.3. Улучшающий характеристики слой по п. 1, отличающийся тем, что частицы по меньшей мере одного из электропроводных материалов ориентированы таким образом, чтобы обеспечивать проводимость слоя, большую в первом направлении, проходящем в плоскости слоя, чем в третьем направлении, проходящем в плоскости слоя.4. Улучшающий характеристики слой по п. 1, отличающийся тем, что частицы ориентированы посредством прикладывания сдвигового напряжения в первом направлении.5. Улучшающий характеристики слой по п. 1, отличающийся тем, что электропроводные материалы содержат углерод.6. Улучшающий характеристики слой по п. 1, отличающийся тем, что электропроводные материалы содержат углеродные волокна, газовую сажу, графит или их комбинацию.7. Улучшающий характеристики слой по п. 1, отличающийся тем, что анизотропные частицы представляют собой углеродные волокна.8. Улучшающий характеристики слой п

Claims

1. Улучшающий характеристики слой для топливного элемента, содержащий

один или несколько электропроводных материалов, при этом по меньшей мере один из электропроводных материалов содержит частицы, которые являются морфологически анизотропными и ориентированы таким образом, чтобы обеспечивать анизотропную проводимость в слое; и

связующее, причем связующее позиционирует частицы таким образом, чтобы они контактировали друг с другом.

2. Улучшающий характеристики слой по п. 1, отличающийся тем, что частицы одного или нескольких электропроводных материалов ориентированы таким образом, чтобы обеспечивать проводимость слоя, большую в первом направлении, проходящем в плоскости слоя, чем во втором направлении, перпендикулярном плоскости слоя.

3. Улучшающий характеристики слой по п. 1, отличающийся тем, что частицы по меньшей мере одного из электропроводных материалов ориентированы таким образом, чтобы обеспечивать проводимость слоя, большую в первом направлении, проходящем в плоскости слоя, чем в третьем направлении, проходящем в плоскости слоя.

4. Улучшающий характеристики слой по п. 1, отличающийся тем, что частицы ориентированы посредством прикладывания сдвигового напряжения в первом направлении.

5. Улучшающий характеристики слой по п. 1, отличающийся тем, что электропроводные материалы содержат углерод.

6. Улучшающий характеристики слой по п. 1, отличающийся тем, что электропроводные материалы содержат углеродные волокна, газовую сажу, графит или их комбинацию.

7. Улучшающий характеристики слой по п. 1, отличающийся тем, что анизотропные частицы представляют собой углеродные волокна.

8. Улучшающий характеристики слой по п. 1, отличающийся тем, что электропроводные материалы содержат газовую сажу.

9. Улучшающий характеристики слой по п. 1, отличающийся тем, что электропроводные материалы содержат графит.

10. Улучшающий характеристики слой по п. 1, отличающийся тем, что связующее содержит поливинилиденфторид.

11. Улучшающий характеристики слой по п. 1, отличающийся тем, что связующее обеспечивает эластичность или пластичность слоя, или и то и другое.

12. Улучшающий характеристики слой по п. 1, отличающийся тем, что слой является пористым и обеспечивает массоперенос жидкости от одной стороны слоя к другой.

13. Улучшающий характеристики слой по п. 1, отличающийся тем, что слой имеет толщину менее 1 мм.

14. Улучшающий характеристики слой по п. 1, отличающийся тем, что слой имеет толщину в диапазоне от приблизительно 50 мкм до приблизительно 200 мкм.

15. Улучшающий характеристики слой по п. 1, отличающийся тем, что слой проницаем для потока ионов.

16. Улучшающий характеристики слой по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно содержит два или более электродных покрытия, находящихся в контакте со связующим.

17. Способ изготовления слоев, улучшающих характеристики для слоя топливного элемента с электродными покрытиями, причем способ включает стадии, на которых

смешивают один или несколько электропроводных материалов, связующее и растворитель в достаточной степени для образования суспензии;

отливают суспензию в достаточной степени для образования сырой пленки;

сушат сырую пленку в достаточной степени для образования пленки; и

прикрепляют пленку к слою топливного элемента.

18. Способ по п. 17, отличающийся тем, что включает структурирование улучшающего характеристики слоя, электродных покрытий, слоя топливного элемента со слоями, улучшающими характеристики, или их сочетания.

19. Способ по п. 17, отличающийся тем, что суспензия имеет содержание твердых частиц и обладает реологией, позволяющими ее отливку.

20. Способ по п. 17, отличающийся тем, что отливка включает отливку суспензии на промежуточную пленку.

21. Способ по п. 17, отличающийся тем, что включает активацию пленки для улучшения адгезии со слоем электродных покрытий.

22. Способ по п. 21, отличающийся тем, что активация включает нанесение материала, усиливающего адгезию, с электродными покрытиями.

23. Слой для топливного элемента, содержащий

один или несколько топливных элементов, расположенных рядом таким образом, чтобы формировать практически плоский слой;

один или несколько топливных элементов, содержащих

композит, включающий ионопроводящий компонент и два или более электронопроводящих компонента;

два электродных покрытия, каждое из которых находится в ионном контакте с ионопроводящим компонентом и в электрическом контакте по меньшей мере с одним из электронопроводящих компонентов, при этом каждое электродное покрытие включает внутреннюю поверхность и внешнюю поверхность; и

улучшающий характеристики слой, расположенный в контакте или в непосредственной близости с поверхностью одного из электродных покрытий, причем слой обеспечивает электропроводный путь к или от связанного электронопроводящего компонента.

24. Слой для топливного элемента по п. 23, отличающийся тем, что улучшающий характеристики слой содержит по меньшей мере один электропроводный материал и связующее.

25. Слой для топливного элемента по п. 24, отличающийся тем, что один из электропроводных материалов содержит частицы с анизотропной морфологией.

26. Слой для топливного элемента по п. 25, отличающийся тем, что частицы ориентированы таким образом, чтобы обеспечивать в слое анизотропную проводимость.

27. Слой для топливного элемента по п. 23, отличающийся тем, что улучшающий характеристики слой расположен рядом с внутренней поверхностью электродного покрытия.

28. Слой для топливного элемента по п. 23, отличающийся тем, что улучшающий характеристики слой расположен рядом с внешней поверхностью электродного покрытия.

29. Слой для топливного элемента по п. 23, отличающийся тем, что улучшающий характеристики слой обеспечивает опорную конструкцию для слоя для топливного элемента.

30. Слой для топливного элемента по п. 23, отличающийся тем, что улучшающий характеристики слой уменьшает деформируемость слоя топливного элемента.