TWI432378B - 燃料電池、碳材複合結構與其形成方法 - Google Patents

燃料電池、碳材複合結構與其形成方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI432378B
TWI432378B TW100124724A TW100124724A TWI432378B TW I432378 B TWI432378 B TW I432378B TW 100124724 A TW100124724 A TW 100124724A TW 100124724 A TW100124724 A TW 100124724A TW I432378 B TWI432378 B TW I432378B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
nano
carbon fiber
fiber mesh
composite structure
mesh layer
Prior art date
Application number
TW100124724A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201302606A (zh
Inventor
Wan Shu Chen
Tzu Hsien Han
Shu Hui Cheng
Original Assignee
Ind Tech Res Inst
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 Ind Tech Res Inst filed Critical Ind Tech Res Inst
Priority to TW100124724A priority Critical patent/TWI432378B/zh
Priority to CN201110221743.8A priority patent/CN102873946B/zh
Priority to US13/547,955 priority patent/US9180649B2/en
Publication of TW201302606A publication Critical patent/TW201302606A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI432378B publication Critical patent/TWI432378B/zh

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/04—Layered products comprising a layer of synthetic resin as impregnant, bonding, or embedding substance
    • 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
    • H01M8/0234—Carbonaceous material
    • 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
    • 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
    • H01M8/0241—Composites
    • H01M8/0245—Composites in the form of layered or coated products
    • 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
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1009—Fuel cells with solid electrolytes with one of the reactants being liquid, solid or liquid-charged
    • H01M8/1011—Direct alcohol fuel cells [DAFC], e.g. direct methanol fuel cells [DMFC]
    • 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
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/10—Scrim [e.g., open net or mesh, gauze, loose or open weave or knit, etc.]

Landscapes

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

Description

燃料電池、碳材複合結構與其形成方法
本發明係關於燃料電池，更特別關於燃料電池中之氣體擴散層與其形成方法。
請參照第1圖，燃料電池(fuel cell，以下簡稱FC)是由一質子傳導膜11夾於兩塊觸媒層13、氣體擴散層15、雙極板17(bipolar plate)、集電板18(current collector)、與端板19(end plate)間所組成。質子傳導膜11分隔之兩邊分屬陽極(氫氣或重組氣體或甲醇)與陰極(氧氣或空氣)。陽極進行氧化反應，陰極進行還原反應，當陽極之氫氣(或甲醇)接觸到陽極觸媒13(一般為白金或白金合金)時，會解離成為質子及電子，其中電子會經由銜接陽極與陰極之電橋、與電橋串接之裝置16，自陽極游往陰極，質子則直接自陽極穿越質子傳導膜11到達陰極，特別強調的是此質子傳導膜11為含濕性之薄膜，僅容許質子伴隨水分子穿越，而其他氣體分子均無法穿越。陰極端在觸媒的作用下，經由電橋到達之電子與氧結合成氧離子，與穿越質子傳導膜11之質子合成形成水分子，此即電化學氧化與還原反應。
應用電化學反應使質子交換膜燃料電池(PEMFC)或直接甲醇燃料電池(DMFC)發電系統具有效率高、無污染、反應快等特性，並可藉由串聯提高電橋電壓或增加電極反應面積以提高電流量，特別是在源源不斷的氧氣(通常使用空氣)供給下，可持續提供電力供給裝置16的需求。在這樣的特點下，燃料電池除了可作為小型系統電力，亦可設計成為大型電廠、分散式電力及可移動電力。
大部份形成氣體擴散層基板的方法為抄紙製程，包含形成碳纖維紙後浸入熱塑性樹脂，接著熱壓處理後再熱碳化上述紙片，最後裁切成適當大小。在JP06-20710A、JP07-32362A、及JP07-220735A中的燃料電池其氣體擴散層之形成方法為碳化樹脂黏合碳纖維。然而上述方法繁複，增加生產成本並降低電池效能。
本發明一實施例提供一種碳材複合結構，包括奈米碳纖網層；以及微米碳纖網層，疊合至奈米碳纖網層上。
本發明另一實施例提供一種燃料電池，包括質子傳導膜夾設於兩端板間；其中質子傳導膜與端板之間依序為觸媒層、氣體擴散層、雙極板、以及集電板；其中氣體擴散層包括上述之碳材複合結構。
本發明又一實施例提供一種碳材複合結構之形成方法，包括提供奈米高分子纖維網；熱氧化奈米高分子纖維網，形成奈米氧纖網；疊合奈米氧纖網與微米氧纖網後，含浸樹脂；氧化樹脂；高溫碳化奈米氧纖網、微米氧纖網、與氧化的樹脂，以形成碳材複合結構。
本發明提供一種碳材複合結構的形成方法。首先，提供微米氧纖網。在本發明一實施例中，微米氧纖網可為市售的微米碳纖網如Toray-090或SGL-35EC高溫氧化後的產物。在本發明另一實施例中，可取直徑為微米等級的氧化碳纖維以針扎、抄紙、或編織方式形成不織布、抄紙、或編織布，即微米氧纖網。在本發明一實施例中，可進一步薄化成型微米氧纖網，薄化成型的方式可以是熱壓薄化。
接著將高分子如聚丙烯腈、瀝青纖維、或酚醛纖維溶於極性溶劑以形成高分子溶液。適用於溶解高分子之極性溶劑可為N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙胺、二甲基亞碸，其濃度約介於5wt%至30wt%之間。接著紡絲上述高分子溶液形成複數條奈米高分子纖維疊合(非交織)成網狀，纖維直徑介於100至800nm之間。紡絲法可為放電紡絲法或溶液噴絲法。放電紡絲法之施加電壓為20至50kV，而溶液噴絲法之紡嘴氣體壓力介於1-5kg/cm2 。越強之施加電壓及紡嘴氣體壓力所形成的奈米纖維越細，而越低濃度之高分子溶液所形成的奈米纖維越細。
熱氧化上述奈米高分子纖維網，即形成奈米氧纖網。將奈米氧纖網與微米氧纖網疊合後，含浸樹脂如酚醛樹脂、環氧樹脂、或上述之組合，使兩者黏合。若缺乏此含浸步驟，奈米氧纖網與微米氧纖網之疊合結構極易分開而降低電池效能。在一實施例中，奈米氧纖網與微米氧纖網疊合後含浸酚醛樹脂，接著進行氧化製程使酚醛樹脂氧化，再將疊合結構置於氮氣下進行高溫碳化製程，使奈米氧纖網、微米氧纖網、及氧化的酚醛樹脂碳化，以完成碳材複合結構。上述碳化熱源可為微波或高溫爐。
在本發明另一實施例中，可將奈米氧纖網直接疊合至市售之微米碳纖網後，含浸酚醛樹脂。接著進行氧化製程使酚醛樹脂氧化，最後將氧化後的疊合結構置於氮氣下進行高溫碳化製程，可形成雙層的碳材複合結構。
上述奈米高分子纖維網之熱氧化製程，例如是在200℃至350℃，加熱1hr至4hr。上述酚醛樹脂氧化製程，例如是在150℃至250℃，加熱1hr至4hr。上述碳材複合結構為奈米碳纖網與微米碳纖網疊合之雙層結構。在本發明一實施例中，碳材複合結構中之奈米碳纖網層的奈米碳纖直徑介於100nm至800nm之間，孔洞大小介於100nm至2.5μm之間，且厚度介於10μm至100μm之間或30μm至80μm之間。若奈米碳纖直徑過小，則熱收縮速率過大，不易貼合。若奈米碳纖直徑過大，則孔洞過大，無法阻擋甲醇通過。若奈米碳纖網的孔洞過小，則甲醇無法輸送。若奈米碳纖網的孔洞過大，則無阻擋甲醇能力。若奈米碳纖網的厚度過小，則容易破損碎裂。若奈米碳纖網的厚度過大，則孔洞太小。
在本發明一實施例中，微米碳纖網層中的微米碳纖直徑介於2μm至10μm之間或2μm至8μm之間，孔洞大小介於3μm至12μm之間，且厚度介於100μm至600μm之間。微米碳纖網為3D結構成形，利用纖維間相互交錯，串連纖維間的導電網路，使纖維的導電性大幅提升。
在本發明一實施例中，奈米碳纖網與微米碳纖網疊合之雙層結構，其厚度比約為1~10:10~60或2~6:25~35。
上述碳材複合結構可作為第1圖所示之燃料電池的氣體擴散層15。在第1圖中，質子傳導膜11夾於兩塊觸媒層13、氣體擴散層15、雙極板17、集電板18(current collector)、與端板19(end plate)之間。
為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉數實施例配合所附圖式，作詳細說明如下：
【實施例】
實施例1<製備微米碳纖網>
取直徑介於6μm至7μm之氧化纖維(購自新纖(股)有限公司之氧化纖維)，以針扎方式形成厚度介於3mm的不織布。上述不織布的基重300g/m2 。將上述不織布置於氮氣下以10℃/分鐘的加熱速率升溫至1500℃，使不織布的氧化纖維碳化成微米碳纖網。上述微米碳纖網的表面電阻為299mΩ/□，體電阻率為7mΩ‧cm，導電度為133S/cm，且耐壓性為100kg/cm2 ，孔徑分佈為3-12μm。
實施例2<製備微米碳纖網>
取直徑介於6μm至7μm之氧化纖維(購自新纖(股)有限公司之氧化纖維)，以針扎方式形成厚度介於3mm的不織布。上述不織布的基重300g/m2 。將上述不織布熱壓薄化，形成較緻密的不織布，其厚度介於1.5mm。接著將薄化後之不織布置於氮氣下，並以10℃/分鐘的加熱速率升溫至1500℃，使不織布的氧化纖維碳化成微米碳纖網。上述微米碳纖網的表面電阻為246mΩ/□，體電阻率為6mΩ‧cm，導電度為162S/cm，且耐壓性為100kg/cm2 。與實施例1相較，熱壓薄化之微米碳纖網具有較高的導電度。
實施例3<製備奈米碳纖網>
取13g聚丙烯腈(購自東華合纖)溶於87g DMAc中，形成聚丙烯腈高分子溶液。利用放電紡絲法紡絲，其施加電壓為39.5KV，形成網狀之奈米纖維，其直徑介於200至700nm。將上述之奈米纖維置於氧氣中，以280℃加熱180分鐘，即得奈米氧纖網。將上述之奈米氧纖網置於氮氣中，以10℃/分鐘的加熱速率升溫至1500℃以碳化奈米氧纖，製成厚度介於38至44μm之奈米碳纖網，其表面電阻率為9Ω/cm2 ，體積電阻率為0.05Ω‧cm，導電度為13S/cm，且耐壓性為10kg/cm2 ，孔徑分佈為1至2μm。與實施例2相較，奈米碳纖網之體電阻率大幅下降，但機械強度及耐壓性較低。
實施例4<製備奈米碳纖網與微米碳纖網複合結構>
取直徑介於6μm至7μm之氧化纖維(購自新纖(股)有限公司之氧化纖維)，以針扎方式形成厚度介於3mm的不織布。上述不織布的基重300g/m2 。將上述不織布熱壓薄化，形成較緻密的不織布，其厚度介於1.5mm。
取13g聚丙烯腈(購自東華合纖)溶於87g DMAc中，形成聚丙烯腈高分子溶液。利用放電紡絲法紡絲，其施加電壓為39.5KV，形成網狀之奈米高分子纖維，其直徑介於200至700nm。將上述之奈米高分子纖維置於氧氣中，以270℃加熱180分鐘，即得厚度介於59至64μm之奈米氧纖網。
將奈米氧纖網與熱壓薄化後的不織布疊合後，含浸於酚醛樹脂。接著將疊合結構置於氧氣下升溫至200℃，使酚醛樹脂氧化。接著將氧化後的疊合結構置於氮氣中，以10℃/分鐘的加熱速率升溫至1500℃，以碳化奈米氧纖網、不織布、與氧化之酚醛樹脂，製成碳材複合結構，奈米碳纖網厚度介於38至44μm，微米碳纖網厚度約300±10μm，其表面電阻率為213mΩ/cm2 ，體積電阻率為5mΩ‧cm，導電度為190S/cm，且耐壓性為100kg/cm2 ，孔徑分佈為1至1.5μm。如第2圖所示之SEM切面照片所示，奈米碳纖網21與微米碳纖網23疊合成碳材複合結構20。
與實施例2-3相較，雙層的碳材複合結構之導電度高於單層的奈米碳纖網或單層的微米碳纖網。與實施例3相較，雙層的碳材複合結構亦具有較低的孔徑分佈。
實施例5<燃料電池測試>
將實施例1-4之試片裁切為5cm*5cm大小後，與購自杜邦公司之觸媒層(catalyst coated membrane，CCM)三層MEA組合，封入燃料電池測試模組，以Teflon墊片確認氣密後，進行燃料電池測試。
陽極端的燃料(1M甲醇)流速為1.83stpm，而陰極端的氣體(O2 )流速為300cc/min，測試溫度定為60℃。在負載0.4V電流密度及阻擋甲醇能力量測結果如後：實施例1之電流密度55 mA/cm2 及阻擋甲醇能力為0.577V；實施例2之電流密度57 mA/cm2 及阻擋甲醇能力為0.584V；實施例3之耐壓性不足，無法分析；實施例4之電流密度60 mA/cm2 及阻擋甲醇能力為0.594V。由上述可知，採用實施例4中碳材複合結構作為氣體擴散層之燃料電池，其電流密度及阻擋甲醇能力高於採用實施例1-3之單層奈米碳纖網或單層微米碳纖網作為氣體擴散層之燃料電池。
雖然本發明已以數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作任意之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
11．．．質子傳導膜
13．．．觸媒層
15．．．氣體擴散層
16．．．裝置
17．．．雙極板
18．．．集電板
19．．．端板
20．．．碳材複合結構
21．．．奈米碳纖網
23．．．微米碳纖網
第1圖係習知之燃料電池剖面圖；以及
第2圖係本發明一實施例中，碳材複合結構之SEM切面照片。
20．．．碳材複合結構
21．．．奈米碳纖網
23．．．微米碳纖網

Claims (9)

1一種碳材複合結構，包括:一奈米碳纖網層；以及一微米碳纖網層，疊合至該奈米碳纖網層上，其中該奈米碳纖網層中的奈米碳纖直徑介於100nm至800nm之間，孔洞大小介於100nm至2.5μm之間，且其中該微米碳纖網層中的微米碳纖直徑介於2μm至10μm之間，孔洞大小介於3μm至12μm之間。
如申請專利範圍第1項所述之碳材複合結構，其中該奈米碳纖網層厚度介於10μm至100μm之間。
如申請專利範圍第1項所述之碳材複合結構，其中該微米碳纖網層厚度介於100μm至600μm之間。
一種碳材複合結構之形成方法，包括：提供一奈米高分子纖維網；以200℃至350℃熱氧化該奈米高分子纖維網，形成一奈米氧纖網；疊合該奈米氧纖網與一微米氧纖網後，含浸一樹脂；以150℃至250℃氧化該樹脂；以及於氮氣下以微波或高溫爐高溫碳化該奈米氧纖網、該微米氧纖網、與該氧化的該樹脂，以形成申請專利範圍第1項所述之碳材複合結構。
如申請專利範圍第4項所述之碳材複合結構之形成方法，其中該樹脂包括酚醛樹脂、環氧樹脂、或上述之組合。
如申請專利範圍第4項所述之碳材複合結構之形成方法，其中提供該奈米高分子纖維網之步驟包括：提供一高分子溶液；以及紡絲該高分子溶液以形成複數條奈米高分子纖維，其中該些奈米高分子纖維疊合成該奈米高分子纖維網。
如申請專利範圍第6項所述之碳材複合結構之形成方法，其中該高分子溶液包括聚丙烯腈、瀝青纖維、或酚醛纖維溶於一極性溶劑中。
一種燃料電池，包括：一質子傳導膜夾設於兩端板間；其中該質子傳導膜與該端板之間依序為一觸媒層、一氣體擴散層、一雙極板、以及一集電板；其中該氣體擴散層包括一奈米碳纖網層；以及一微米碳纖網層，疊合至該奈米碳纖網層上碳材複合結構，其中該奈米碳纖網層中的奈米碳纖直徑介於100nm至800nm之間，孔洞大小介於100nm至2.5μm之間，且其中該微米碳纖網層中的微米碳纖直徑介於2μm至10μm之間，孔洞大小介於3μm至12μm之間。
如申請專利範圍第8項所述之燃料電池，其中該奈米碳纖網層與該微米碳纖網層厚度比為1~10：10~60。
TW100124724A 2011-07-13 2011-07-13 燃料電池、碳材複合結構與其形成方法 TWI432378B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW100124724A TWI432378B (zh) 2011-07-13 2011-07-13 燃料電池、碳材複合結構與其形成方法
CN201110221743.8A CN102873946B (zh) 2011-07-13 2011-07-19 燃料电池、碳材复合结构与其制备方法
US13/547,955 US9180649B2 (en) 2011-07-13 2012-07-12 Fuel cells, carbon composite structures and methods for manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW100124724A TWI432378B (zh) 2011-07-13 2011-07-13 燃料電池、碳材複合結構與其形成方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201302606A TW201302606A (zh) 2013-01-16
TWI432378B true TWI432378B (zh) 2014-04-01

Family

ID=47475565

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW100124724A TWI432378B (zh) 2011-07-13 2011-07-13 燃料電池、碳材複合結構與其形成方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9180649B2 (zh)
CN (1) CN102873946B (zh)
TW (1) TWI432378B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6098430B2 (ja) * 2013-04-15 2017-03-22 旭硝子株式会社 固体高分子形燃料電池
CN113707892B (zh) * 2021-08-27 2022-12-27 广州市香港科大霍英东研究院 燃料电池用气体扩散层及其制备方法

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100425889B1 (ko) 2000-01-27 2004-04-03 미쯔비시 레이온 가부시끼가이샤 다공질 탄소 전극 기재
JP2001345106A (ja) * 2000-03-31 2001-12-14 Japan Storage Battery Co Ltd 燃料電池用電極およびその製造方法
US20030224132A1 (en) 2001-11-02 2003-12-04 Chien-Chung Han Assembled structures of carbon tubes and method for making the same
US7144476B2 (en) 2002-04-12 2006-12-05 Sgl Carbon Ag Carbon fiber electrode substrate for electrochemical cells
US20040167014A1 (en) 2002-11-13 2004-08-26 The Regents Of The Univ. Of California, Office Of Technology Transfer, University Of California Nanostructured proton exchange membrane fuel cells
CN100480451C (zh) 2003-03-26 2009-04-22 东丽株式会社 多孔碳基材及其制备方法和应用
US7629071B2 (en) * 2004-09-29 2009-12-08 Giner Electrochemical Systems, Llc Gas diffusion electrode and method of making the same
JPWO2006054636A1 (ja) 2004-11-19 2008-05-29 株式会社ブリヂストン 炭素繊維及び多孔質支持体−炭素繊維複合体及びそれらの製造方法、並びに触媒構造体、固体高分子型燃料電池用電極及び固体高分子型燃料電池
US7608334B2 (en) 2005-03-29 2009-10-27 3M Innovative Properties Company Oxidatively stable microlayers of gas diffusion layers
US7790304B2 (en) 2005-09-13 2010-09-07 3M Innovative Properties Company Catalyst layers to enhance uniformity of current density in membrane electrode assemblies
US7838138B2 (en) 2005-09-19 2010-11-23 3M Innovative Properties Company Fuel cell electrolyte membrane with basic polymer
US7517604B2 (en) 2005-09-19 2009-04-14 3M Innovative Properties Company Fuel cell electrolyte membrane with acidic polymer
JP2007099551A (ja) 2005-10-03 2007-04-19 Bridgestone Corp 炭素系複合材料及びその製造方法、固体高分子型燃料電池用電極並びに固体高分子型燃料電池
US7785748B2 (en) 2006-04-03 2010-08-31 University Of Delaware Nano-based gas diffusion media
JP5267760B2 (ja) 2007-03-07 2013-08-21 東洋紡株式会社 カーボンナノファイバーシート
US20080280164A1 (en) 2007-05-11 2008-11-13 3M Innovative Properties Company Microporous carbon catalyst support material
DE102007033753B4 (de) 2007-07-19 2014-07-03 Cfso Gmbh An seiner Oberfläche mit metallischen Nanopartikeln versehenes ultrahydrophobes Substrat, Verfahren zu dessen Herstellung und Verwendung desselben
TW200937703A (en) 2008-02-22 2009-09-01 Univ Yuan Ze Fabrication method of carbon film having hole regularity and its applications
JP5534227B2 (ja) * 2008-10-17 2014-06-25 独立行政法人産業技術総合研究所 硫黄変性ポリアクリロニトリル、その製造方法、及びその用途
TWI353398B (en) 2008-12-30 2011-12-01 Ind Tech Res Inst Nano carbon fibers and fuel cell utilizing the sam
CN101817517B (zh) * 2009-02-27 2013-01-02 财团法人工业技术研究院 纳米碳纤维的形成方法
CN101817518B (zh) * 2009-02-27 2012-03-14 财团法人工业技术研究院 纳米碳纤维、燃料电池、及其形成方法
CN101661839B (zh) * 2009-09-11 2012-02-01 华东师范大学 金属纤维-纳米碳纤维-碳气凝胶复合材料和制备方法及用途
CN102104159A (zh) * 2009-12-18 2011-06-22 中国科学院大连化学物理研究所 一种用于燃料电池的新型气体扩散层及制备和应用

Also Published As

Publication number Publication date
US9180649B2 (en) 2015-11-10
TW201302606A (zh) 2013-01-16
CN102873946A (zh) 2013-01-16
US20130017472A1 (en) 2013-01-17
CN102873946B (zh) 2015-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6121007B2 (ja) 水分管理シート、ガス拡散シート、膜−電極接合体及び固体高分子形燃料電池
JP4565644B2 (ja) 燃料電池用高分子電解質膜，膜−電極アセンブリー，燃料電池システム及び膜−電極アセンブリーの製造方法
KR101178644B1 (ko) 이온전도성 복합막, 막-전극 접합체 및 연료전지
KR20140000664A (ko) 연료전지용 전극
JP4898394B2 (ja) 積層型燃料電池の製造方法
JP2008204945A (ja) ガス拡散電極用基材、ガス拡散電極及びその製造方法、並びに燃料電池
JP5004489B2 (ja) 燃料電池用セルおよびその製造方法、固体高分子型燃料電池
CA2591720A1 (en) Fuel cell devices, systems, and methods
JP2006339018A (ja) 燃料電池用ガス拡散層、およびこの製造方法
JP2010015908A (ja) ガス拡散電極用基材、その製造方法、および膜−電極接合体
JP5777595B2 (ja) 燃料電池、炭素複合構造、およびその作製方法
TWI432378B (zh) 燃料電池、碳材複合結構與其形成方法
JP6027187B2 (ja) 燃料電池および炭素複合構造
JP2007227008A (ja) 多孔質炭素電極基材およびそれを用いた燃料電池
JP3604078B2 (ja) 燃料電池用電極構造体およびその製造方法
JP6183065B2 (ja) 多孔質炭素電極とその製造方法
JP4898568B2 (ja) 触媒層および膜−電極接合体
US9859572B2 (en) Gas diffusion substrate
JP2005085562A (ja) 膜−電極複合体およびその製造方法ならびにそれを用いた固体高分子型燃料電池
TWI353398B (en) Nano carbon fibers and fuel cell utilizing the sam
KR100761525B1 (ko) 일체형 기체확산층, 이를 포함하는 전극, 이를 포함하는막전극조립체, 및 이를 포함하는 연료전지
JP2016072000A (ja) 燃料電池用ガス拡散層、燃料電池及び燃料電池用ガス拡散層の製造方法
JP4052932B2 (ja) 燃料電池
CN116914153A (zh) 抗燃料电池异常工况的气体扩散层、其制备方法与应用
JP2017168240A (ja) 燃料電池用電極、膜・電極接合体及び燃料電池