[发明专利]一种测量氧气浓度分布的质子交换膜燃料电池结构

权利要求书

1.一种测量氧气浓度分布的质子交换膜燃料电池结构，其特征在于：在燃料电池内部镶嵌n个子电池，n≥2，子电池在燃料电池运行时不参与放电，通过测量子电池的开路电压来反映各个子电池位置处的氧气浓度，进而反映燃料电池内氧气浓度的分布情况，从而为研究燃料电池的衰减行为提供依据。

2.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池结构，包括依次叠加的阴极端板、膜电极组件MEA和阳极端板，其特性在于：所述阴极端板上设置有n个独立的、与阴极端板绝缘的子集流块，且在所述MEA的阴极上、子集流块相对应的位置处分割出n个独立的、与阴极绝缘的子阴极，n≥2；子集流块、子阴极、MEA中的膜和阳极、阳极端板依次叠加构成了子电池。

3.根据权利要求2所述的电池结构，其特征在于：所述阴极端板上的子集流块(1)与阴极端板(3)之间用绝缘胶(2)进行绝缘和密封，镶嵌子集流块的阴极端板的一侧表面整体铣平后，雕刻有与阴极端板上的流场相连通反应气流场。

4.根据权利要求2所述的电池结构，其特征在于：所述MEA阴极侧的子阴极(4)通过聚酯塑料薄膜(5)与阴极(6)绝缘，聚酯塑料薄膜(5)的厚度与阴极厚度相当。

5.根据权利要求2所述的电池结构，其特征在于：所述子电池中子阴极的面积可以小至电池面积的千分之一甚至万分之一，只要加工精度允许，子电池的面积最大不应超过电池面积的十分之一，以反映局部的氧气浓度；即子电池中子阴极的面积为燃料电池阴极面积的万分之一到十分之一。

6.根据权利要求1或2所述的电池结构，其特征在于：

所述子电池的个数n最好大于等于5，并且子电池应在电池平面内均匀分布，以尽可能反映氧气浓度的分布情况，子电池的个数n不应大于200，以避免可能对电池性能造成的影响，即子电池的个数n最好在5-200之间。

7.根据权利要求6所述的电池结构，其特征在于：子电池的个数n最好在10-30之间。

8.根据权利要求2所述的电池结构，其特征在于：在测量某一子电池的开路电压时，其余未被测量的子电池的子集流块最好与燃料电池阴极端板相连，以尽可能减小对电池性能的影响。