[发明专利]燃料电池用亲水性多孔层、气体扩散电极及其制造方法和膜电极组件

权利要求书

1.一种亲水性多孔层，其包括导电性材料-亲水性材料聚集体，所述导电性材料-亲水性材料聚集体各自包括相互紧密接触的亲水性材料和导电性材料，所述亲水性材料彼此相互连通，从而在多个亲水性材料中形成连续的水输送通路，所述导电性材料-亲水性材料聚集体之间形成水蒸气输送通路，

其特征在于，所述水输送通路的水输送阻力R_water大于所述水蒸气输送通路的水蒸气输送阻力R_gas。

2.根据权利要求1所述的亲水性多孔层，其进一步的特征在于，所述亲水性材料覆盖所述导电性材料表面的至少一部分，覆盖所述导电性材料表面的至少一部分的所述亲水性材料的覆盖面积S_ion满足下式：

Jgas=-Dgaseffdcdx=-DgaseffPsatRTdadx]]>

-DgaseffPsatRT=1Rgas]]>

其中：

c：水蒸气的浓度

a：水的活度

x：输送距离

R：气体常数

T：温度

J_gas：水蒸气通量

P_sat：饱和蒸汽压

以及特征在于，所述亲水性材料的覆盖面积S_ion相对于所述导电性材料的单位质量为不小于200m²/g。

3.根据权利要求2所述的亲水性多孔层，其特征在于，所述亲水性材料的覆盖率θ_ion低于0.7。

4.根据权利要求1至3任一项所述的亲水性多孔层，其特征在于，所述导电性材料为已进行酸处理的材料。

5.根据权利要求1至4任一项所述的亲水性多孔层，其特征在于，所述导电性材料的一次颗粒的平均粒径不大于60nm。

6.根据权利要求1至5任一项所述的亲水性多孔层，其特征在于，所述亲水性材料的覆盖率θ_ion在所述亲水性材料覆盖率θ_ion的最大值的±20％范围内。

7.一种气体扩散电极，其特征在于包括：

催化剂层，其包括包含催化剂组分的导电性材料-亲水性材料聚集体，所述聚集体包括相互紧密接触的亲水性材料和负载催化剂组分的导电性材料，所述多个亲水性材料彼此相互连通，从而在所述亲水性材料中形成连续的水输送通路；和

亲水性多孔层，其为根据权利要求1至6任一项所述的亲水性多孔层，

其中，所述催化剂层和所述亲水性多孔层相互紧密接触。

8.根据权利要求1至6任一项所述的亲水性多孔层，其特征在于，所述亲水性多孔层通过使用墨生产，所述墨包括导电性材料、亲水性材料和溶剂，并且在所述墨中包含平均粒径不小于0.5μm和众数直径不小于0.35μm的二次颗粒。

9.根据权利要求1至6任一项所述的亲水性多孔层，其特征在于，所述墨中包含造孔剂。