氢能专利库

本发明涉及燃料电池的半电池结构及其装配方法、燃料电池堆，包括双极板结构，其包括阳极板和阴极板，阳极板与所述阴极板焊接形成所述双极板结构；膜电极，其与阳极板相连；粘结件，其设置于阳极板，粘结件设置于所述阳极板气体侧密封槽内，或者，粘结件设置于所述阳极板过桥脊区域的凹槽与非过桥位置的密封槽；密封件，其与阴极板相连。燃料电池堆包括端板组件、堆芯、绝缘板组件、集流板组件以及巡检模块，所述堆芯包括多个燃料电池的半电池结构，多个所述燃料电池的半电池结构堆叠形成所述堆芯。本发明针对现有电池堆的密封方式进行改进，将金属双极板阳极侧与膜电极进行粘接，组成半电池结构，降低密封失效风险，从而有效避免安全隐患。

本申请提供一种燃料电池双极板气密性检测装置，包括：充气结构和压力检测结构；充气结构用于对双极板腔室内充入气体；在充气结构对双极板腔室内充入气体后，压力检测结构能够检测经过不同时间后双极板腔室内的气体压力。根据本申请的燃料电池双极板气密性检测装置及其检测方法，能够快速、准确检测双极板气密性。

本发明提供了一种氢燃料电池电堆，包括：电堆端板和采电板，电堆端板具有金属骨架，金属骨架能够提高电堆端板的刚性，金属骨架的外侧设置有绝缘层，电堆端板和采电板贴合设置，绝缘层至少设置在采电板和金属骨架之间，电堆端板上设置有介质流入流出接头，因此保证了电堆端板与采电板之间能够绝缘，同时金属骨架在装配后能够保证电堆端板不变形或在预设变形范围内，保证了电堆端板的刚性，因此膜电极能够被电堆端板均匀压缩，使碳纸和质子交换膜以及双极板充分接触，达到了充分传质和降低接触电阻的效果，提高了电堆的性能。

本发明提供一种燃料电池双极板气密性水检装置，包括：水槽，水槽内连接有下台板；上台板，与下台板相对平行设置；待测组件，包括多个彼此平行设置的测漏夹板，相邻的两个测漏夹板之间夹持有待测双极板，且测漏夹板与待测双极板的相应侧面之间具有密封垫，密封垫能够与相邻的待测双极板及测漏夹板共同形成氢气腔、空气腔和冷却液腔；升降驱动部件，能够驱动水槽携带下台板靠近上台板，实现上台板与下台板对待测组件形成夹持。根据本发明，无需人工组装待测组件并转移组装完毕的待测组件，简单方便，省时省力，自动化程度以及检测效率显著提高，同时，还可以根据检测需求同时叠置多个待测组件，检测作业效率进一步提高，满足规模化生产的需求。

本发明是关于一种膜电极CCM及其制备方法、以及膜电极组件MEA、燃料电池。主要采用的技术方案为：所述膜电极CCM包括质子交换膜和涂设在质子交换膜上的阴极催化剂层；其中，阴极催化剂层包括第一阴极催化剂层和第二阴极催化剂层；其中，第一阴极催化剂层涂布在质子交换膜上；其中，第一阴极催化剂层中的第一阴极催化剂选用具有三维网络结构的催化剂；第二阴极催化剂层喷涂在所述第一阴极催化剂层上；其中，第二阴极催化剂层中的第二阴极催化剂选用颗粒状催化剂。本发明主要用于使膜电极CCM的阴极催化剂层同时具有传质效率高、耐久性好、低载量及表面缺陷少的优点，以提高膜电极CCM、膜电极组件MEA及燃料电池的性能。

本发明关于一种膜电极CCM及制备方法、膜电极组件MEA、燃料电池。其中，膜电极CCM的制备方法包括如下步骤：依次将第一催化剂浆料、第二催化剂浆料涂布在第一转印基材上，得到涂布有阴极催化剂层的第一转印基材；将第一催化剂浆料涂布在第二转印基材上，得到涂布有阳极催化剂层的第二转印基材；采用热转印工艺将阴极催化剂层热转印至质子交换膜的一面上、将阳极催化剂层热转印至质子交换膜的另一面上，得到膜电极CCM；其中，第一催化剂浆料中的第一催化剂为颗粒状催化剂；第二催化剂浆料中的第二催化剂为具有三维网络结构的催化剂。本发明用于解决现有膜电极CCM的催化剂层存在表面缺陷大、催化层厚度影响传质、界面利用率低、耐久性差的问题。

本发明提供一种燃料电池电堆气密性测试装置及测试方法，其中的测试装置包括：压力流体源；进气管路组件，其一端通过压力控制部件与压力气源连通，进气管路组件包括流量测试管路组件，流量测试管路组件设有第一流量计且包括多根并联的第一支管，多根第一支管流体出口端能够分别一一对应地与燃料电池电堆具有的多个腔室可控连通；多根排空管路组件，每根排空管路组件上皆串联有第二流量计。本发明能够准确得到相应的某一腔室向其他各个腔室的串漏量，并可以通过对第一流量计及第二流量计的变化量的差值得出前述某一腔室在同一压力下的外泄露量，测试结果准确、能够有效降低测试时间与测试成本，提高测试效率。

本发明属于电池电堆技术领域，公开了一种氢燃料电池电堆，氢燃料电池电堆包括由多个单电池形成的燃料流场、空气流场以及冷却液流场，燃料流场的燃料入口和燃料出口位于氢燃料电池电堆相背的两个面上，空气流场的空气入口和空气出口位于氢燃料电池电堆相背的两个面上，冷却液流场的冷却液入口和冷却液出口位于氢燃料电池电堆相背的两个面上。本发明将各个介质的入口和出口设置在相背的两个面上，也就是说，介质从某一面进入，从该面的对面流出，这种布置方式使得介质流经每一片双极板上的流场时，流经的距离相同，这样的设计保证了进入各个极板流场的介质所受的沿程阻力相同，避免了尾部极板因进气少而产生的发电性能衰减的问题。

本发明属于燃料电池技术领域，公开了一种金属双极板及直接甲醇燃料电池，金属双极板包括结构相同的第一单极板和第二单极板，第一单极板的背面和第二单极板的背面相接，第一单极板的正面为甲醇流场，第二单极板的正面为空气流场。本发明由于第一单极板和第二单极板的结构相同，因此仅需要一套冲压成型模具，相比传统的双极板制造可减少一套模具，降低了生产成本。并且由于第一单极板正面的甲醇流道所在位置对应的恰好是第二单极板正面的空气流道所在的位置，且甲醇流场基本覆盖了第一单极板的整个正面，因此兼具散热降温的功能，因此本发明省略了冷却水流道，将传统的三个流道简化为两个流道，降低了结构的复杂度。

本发明是关于一种燃料电池催化剂及其制备方法、以及燃料电池，涉及燃料电池技术领域。主要采用的技术方案为：一种燃料电池催化剂的制备方法，其中，采用物理气相沉积法将Pt或Pt合金沉积到催化剂载体上，得到燃料电池催化剂。一种燃料电池催化剂是由上述的燃料电池催化剂的制备方法制备而成。一种燃料电池包括上述的燃料电池催化剂。本发明主要用于提供一种无需化学试剂、无废液污染、环境友好型的燃料电池催化剂的制备方法，且所制备的燃料电池催化剂中Pt或Pt合金和催化剂载体之间的结合力强，耐久性优异。

本发明是关于一种连续微波反应装置、氢燃料电池催化剂的制备方法，其中，连续微波反应装置包括反应系统、微波加热系统、浆料输送系统、测温系统及控制系统。反应系统包括依次连通的多段反应单元；微波加热系统包括多级微波加热单元；微波加热单元的级数与反应单元的段数一致且一一对应；测温系统用于检测反应浆料在每一段所述反应单元内的反应温度；控制系统用于控制所述浆料输送系统的浆料输送流量、控制反应浆料在每一段反应单元内的反应温度、控制每级所述微波加热单元的输出功率。采用上述的连续微波反应装置制备氢燃料电池催化剂，能很好地控制催化剂的合成进程，从而确保催化剂的均匀性及催化活性，并可实现高的生产效率，适于规模化生产。

本申请提供一种极板结构及其制备方法以及具有其的双极板和燃料电池，包括：金属基板和金属氧化物层，金属氧化物层设置于金属基板的表面上。根据本申请的极板结构及其制备方法以及具有其的双极板和燃料电池，能有效提高金属极板耐腐蚀性。

本发明公开了一种燃料电池装置及其控制方法、供电系统，该装置包括：两个以上燃料电池单元中，所有燃料电池单元之间互不相连；开关单元，在所有燃料电池单元均能正常工作的情况下，使所有燃料电池单元之间串联，以形成第一串联供电电路；以及，在有部分燃料电池单元不能正常工作的情况下，使不能正常工作的部分燃料电池单元从第一串联供电电路中切出，并使剩余燃料电池单元之间串联，以形成第二串联供电电路。该方案，通过使燃料电池电堆被分割成电路上互不相连的多个燃料电池单元，以在所有燃料电池单元中部分燃料电池单元异常时将该燃料电池单元切出，并使其余燃料电池单元仍能正常供电。

本申请提供一种燃料电池电堆阴极边界条件测试方法，包括如下步骤：S1：对电堆的阴极和阳极分别通入H2和空气，使得阴极气体计量比为b；S2：对电堆进行加载功率至W；S3：测试在阴极气体计量比b时，电堆输出性能的稳定性；S4：调整阴极气体计量比b的数值；S5：测试在调整后阴极气体计量比b时，电堆输出性能的稳定性；S6：根据在不同的阴极气体计量比b下电堆输出性能的稳定性确定在功率W下的阴极计量比b的边界条件。根据本申请的燃料电池电堆阴极边界条件测试方法，能够准确测定阴极计量比的边界条件。

本发明是关于一种密封材料及其制备方法和应用、以及燃料电池。主要采用的技术方案为：一种密封材料，以重量份数计，其制备原料包括如下组分：95‑105重量份，优选100重量份的EPDM生胶、20‑160重量份的补强炭黑、5‑50重量份的增塑剂、1‑6重量份的脱模剂、0.2‑12重量份的过氧化物硫化剂、0.2‑6重量份的促进剂、0.5‑8重量份的防老化剂。其中，促进剂选用PDM、TAIC、TAC中的一种或几种；防老化剂选用酚类、咪唑类、蜡类中的一种或几种。密封材料在制备时采用微波硫化工艺，加热迅速，大大缩短了硫化时间，且加热均匀性好，硫化质量较高，大大提高密封材料的抗撕裂强度。本发明主要用于提供一种不会污染燃料电池的膜电极、不会导致燃料电池的铂催化剂中毒、撕裂强度较好的密封材料。

本发明关于一种燃料电池膜电极的缺陷检测方法，主要包括如下步骤：步骤S1，将待测膜电极安装于检测装置上，向待测膜电极的阳极通入氢气、阴极通入空气或氧气，使待测膜电极处于发电状态；此时，待测膜电极的电压为开路电压；步骤S2，保持通气状态第一设定时间，若所述待测膜电极的电压出现波动，则判定所述待测膜电极存在缺陷；若所述待测膜电极的电压未出现波动，则进行步骤S3；步骤S3，停止向所述待测膜电极的阴极通入空气或氧气、继续向待测膜电极的阳极通入氢气第二设定时间后，根据待测膜电极的电压判定待测膜电极是否合格。本发明用于提供一种能在燃料电池电堆组装前就能检测出膜电极是否存在缺陷的检测方法，以避免燃料电池堆重复拆装。

本发明是关于一种阳极催化剂浆料、阳极催化剂层、膜电极及燃料电池。涉及燃料电池技术领域。主要采用的技术方案为：一种阳极催化剂浆料，用于制备燃料电池的阳极催化剂层，其中，阳极催化剂浆料包括催化剂浆料本体和电解水催化剂。催化剂浆料本体中含有碳载贵金属催化剂；其中，碳载贵金属催化剂包括碳载体和负载于碳载体上的贵金属。电解水催化剂用于催化电解水反应；其中，电解水催化剂的质量是贵金属质量的20‑100％。阳极催化剂层是将上述的阳极催化剂浆料涂设在质子交换膜上，干燥后得到。一种膜电极包括上述的阳极催化剂层。本发明主要用于提高燃料电池中的膜电极的抗反极性能，解决由于阳极燃料供应不足而引起电压反极导致的膜电极损伤问题。

本申请提供一种燃料电池的催化层及其制备方法，由如下原料组成：碳载贵金属催化剂、离子聚合物和表面活性剂；碳载贵金属催化剂包括碳载体和附着在碳载体上的贵金属；离子聚合物与碳载体的重量比(即I/C比)为0.5～2：1；表面活性剂与碳载体的重量比为0.1％～5％：1；表面活性剂为机硅和/或有机氟表面活性剂。表面活性剂对碳载贵金属催化剂进行表面处理；将离子聚合物和表面处理后的催化剂加入溶剂中，制得催化层浆料。根据本申请燃料电池的催化层的制备方法，利用有机硅或有机氟表面活性剂能够降低油/水界面的表面张力，还在低能疏水表面润湿扩展，使离子聚合物容易铺展在碳载催化剂表面，覆盖更多贵金属粒子，提高催化剂利用率，提高膜电极性能。

本发明提供一种燃料电池单电池和燃料电池，单电池包括：第一极板、第二极板和设置在第一极板和第二极板之间的膜电极，第一极板上的朝向第二极板的一侧面上设置有第一凸起时，第二极板上的朝向第一极板的一侧面上设置有第二凹槽，且第一凸起和第二凹槽相匹配地卡合相接；第一极板上的朝向第二极板的一侧面上设置有第一凹槽时，第二极板上的朝向第一极板的一侧面上设置有第二凸起，且第一凹槽和第二凸起相匹配地卡合相接。本发明能够有效地防止燃料电池装堆后单电池之间的横向位移错位，尤其是防止燃料电池电堆在受到横向冲击时，单电池之间的相对位置在大加速度的长时间振动出现的错位现象，有效提升了燃料电池电堆整体结构的稳定性。

本申请提供一种单电池组件和燃料电池电堆。该单电池组件包括膜电极、阳极板和阴极板，膜电极设置在阳极板和阴极板之间，阴极板包括空气入口、空气出口和空气流道，阳极板包括氢气入口、氢气出口和氢气流道，空气入口和空气出口设置在阴极板的四角，且空气入口位于单电池组件的长边的第一端，空气出口位于单电池组件的长边的第二端，阳极板和阴极板远离膜电极的一侧分别设置有冷却流道，氢气入口和氢气出口设置在单电池组件的短边的两端，且沿单电池组件的长边方向与空气入口和空气出口错开。根据本申请的单电池组件，能够保证空气、冷却液以及氢气能够被很均匀的导入到各自的流场内，有效提高单电池组件的性能以及散热效果。