[发明专利]燃料电池、碳材复合结构与其制备方法

权利要求书

1.一种碳材复合结构，包括：

一纳米碳纤网层；以及

一微米碳纤网层，叠合至该纳米碳纤网层上。

2.根据权利要求1所述的碳材复合结构，其中该纳米碳纤网层中的纳米碳纤直径介于100nm至800nm之间，孔洞大小介于100nm至2.5μm之间。

3.根据权利要求1所述的碳材复合结构，其中该纳米碳纤网层厚度介于10μm至100μm之间。

4.根据权利要求1所述的碳材复合结构，其中该微米碳纤网层中的微米碳纤直径介于2μm至10μm之间，孔洞大小介于3μm至12μm之间。

5.根据权利要求1所述的碳材复合结构，其中该微米碳纤网层的厚度介于100μm至600μm之间。

6.一种碳材复合结构的制备方法，包括：

提供一纳米高分子纤维网；

热氧化该纳米高分子纤维网，形成一纳米氧纤网；

叠合该纳米氧纤网与一微米氧纤网后，浸入一树脂；

氧化该树脂；以及

高温碳化该纳米氧纤网、该微米氧纤网与该氧化的该树脂，以形成一碳材复合结构。

7.根据权利要求6所述的碳材复合结构的制备方法，其中该树脂包括酚醛树脂、环氧树脂或上述的组合。

8.根据权利要求6所述的碳材复合结构的制备方法，其中提供该纳米高分子纤维网的步骤包括：

提供一高分子溶液；以及

纺丝该高分子溶液以形成多条纳米高分子纤维，其中该多条纳米高分子纤维叠合成该纳米高分子纤维网。

9.根据权利要求8所述的碳材复合结构的制备方法，其中该高分子溶液包括溶于一极性溶剂中的聚丙烯腈、沥青纤维或酚醛纤维。

10.一种燃料电池，包括：

一夹设于两端板间的质子传导膜；

其中该质子传导膜至该两端板之间依序为一触媒层、一气体扩散层、一双极板、以及一集电板；

其中该气体扩散层包括一纳米碳纤网层；以及

一微米碳纤网层，叠合至该纳米碳纤网层上碳材复合结构。

11.根据权利要求10所述的燃料电池，其中该纳米碳纤网层中的纳米碳纤直径介于100nm至800nm之间，孔洞大小介于100nm至2.5μm之间。

12.根据权利要求10所述的燃料电池，其中该微米碳纤网层中的微米碳纤直径介于2μm至10μm之间，孔洞大小介于3μm至12μm之间。

13.根据权利要求10所述的燃料电池，其中该纳米碳纤网层与该微米碳纤网层厚度比为1～10∶10～60。