[实用新型]一种用于对气体扩散层材料进行疏水处理的设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及燃料电池领域，更具体地，涉及一种用于对燃料电池膜电极中的气体扩散层材料进行疏水处理的设备。

背景技术

燃料电池是一种能量转换装置。它按照电化学原理，把贮存在燃料(如氢气、低级醇等)和氧化剂(氧气)内的化学能转化成电能。燃料电池由于不经过热机过程，因此不受卡诺循环的限制，能量转化效率高，大约在40％-60％之间。此外，燃料电池几乎不排放氮的氧化物和硫的氧化物，二氧化碳的排放量也比常规发电厂减少40％以上，所以燃料电池对环境的污染小。

膜电极是燃料电池的核心部件，如图1所示，膜电极由阳极气体扩散层A、阳极催化层B、质子交换膜C、阴极催化层D和阴极气体扩散层E组成。膜电极是电化学反应发生的场所，反应时在阳极燃料通过阳极气体扩散层进入到阳极催化层，在催化剂作用下被氧化；在阴极作为阴极反应物的氧气或空气通过阴极气体扩散层进入阴极催化层，被阴极催化剂还原生成产物水，生成的水通过气体扩散层随反应尾气排出。如果不处理好水通道的问题，生成的大量的水将会进入电极孔，覆盖在催化剂的表面，导致水淹电极，阻止了反应气体的进入和气体与催化剂的接触，使气体密度减小，有效催化面积减小，电流密度急剧下降，因此要处理好水通道的问题。为了提高气体扩散层的疏水能力，需要对气体扩散层材料进行疏水处理。

对气体扩散层材料进行疏水处理的方法一般为：将气体扩散层材料浸在疏水剂溶液中，如聚四氟乙烯(PTEE)乳液中，然后取出进行干燥，反复浸渍-干燥，直至气体扩散层材料内疏水剂的含量符合要求，然后将含有疏水剂的气体扩散层材料在340℃-360℃条件下热处理，使疏水剂在气体扩散层材料内形成网络，从而形成良好的排水性能。但是，由于一般的气体扩散层材料都是由多孔的纤维复合材料制成，所以在疏水处理过程中，气体扩散层材料的表面上容易残留疏水剂，这部分疏水剂会堵住气体扩散层材料表面的一部分孔，从而造成在下一次浸渍时，疏水剂进入气体扩散层材料内部比较困难，同时也造成更多的疏水剂在气体扩散层材料表面积聚。因此，采用这种方法处理的气体扩散层，由于疏水剂大部分分布在其表面，容易堵住气体扩散层表面的孔，所以给气体的扩散造成困难，降低了气体扩散系数，从而影响了整个膜电极的输出性能。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于对燃料电池膜电极中的气体扩散层材料进行疏水处理的设备。

本实用新型提供了一种用于对气体扩散层材料进行疏水处理的设备，其中，该设备包括辊2、多个辊筒1和工作台4，辊2和多个辊筒1位于工作台4的一侧，多个辊筒1与辊2平行，辊2的轴线与工作台4的靠近辊2的表面平行，并且多个辊筒1中至少有两个辊筒1分布在辊2的两侧，该两个辊筒1和辊2的表面均与工作台4的靠近辊2的表面之间存在间隙，该两个辊筒1的表面与所述工作台4的该表面之间的间隙大于辊2的表面与所述工作台4的该表面之间的间隙。

本实用新型提供的用于对气体扩散层材料进行疏水处理的设备可以在气体扩散层材料浸渍后、干燥前对气体扩散层材料进行辊吸处理，利用由多个辊筒1带动的吸液片7将气体扩散层材料表面的疏水剂吸去，从而，在下一次浸渍气体扩散层材料时，可以使疏水剂容易地进入气体扩散层材料内部而不在气体扩散层材料表面积聚。因此，采用本实用新型提供的用于对气体扩散层材料进行疏水处理的设备对气体扩散层材料进行疏水处理，可以有效防止疏水剂在气体扩散层表面积聚而堵住气体扩散层表面的孔，使气体扩散层形成更好的开孔结构，表现出更好的透气性，从而提高了气体扩散系数，改善了整个膜电极的输出性能。

附图说明

图1为膜电极结构的剖视图；

图2为本实用新型提供的用于对气体扩散层材料进行疏水处理的设备的结构示意图；

图3为本实用新型提供的用于对气体扩散层材料进行疏水处理的设备的结构示意图；

图4为本实用新型提供的用于对气体扩散层材料进行疏水处理的设备的工作台的平面示意图。

具体实施方式