[发明专利]膜电极组件

权利要求书

1.一种用于PEM燃料电池的膜电极组件，所述膜电极组件由质子交换膜、两个催化剂层(阳极催化剂层和阴极催化剂层)和两个气体扩散层构成，其特征在于：阳极GDL基于碳纤维纸并且设置有微孔层(MPL)，所述微孔层由石墨、碳纳米管或碳纳米纤维和PTFE构成，并且其中阴极GDL基于碳纤维结构并且设置有基于炭黑、碳纳米管和/或碳纳米纤维和PTFE的微孔层。

2.根据权利要求1所述的膜电极组件，其中所述阳极碳纤维结构的孔隙率为84％并且/或者更小，并且其密度为至少0.25g/cm³。

3.根据权利要求1或2所述的膜电极组件，其中所述阳极GDL的微孔层的石墨含量为50％至90％。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的膜电极组件，其中所述阳极GDL和阴极GDL的微孔层中的碳纳米管含量为8％至25％。

5.根据权利要求1至3中的任一项所述的膜电极组件，其中所述阳极MPL的微孔层的含氟聚合物的含量为15至30重量％，并且所述阴极MPL的含氟聚合物的含量为10至25重量％。

6.根据权利要求1所述的膜电极组件，其中所述阴极GDL的碳纤维结构的孔隙率为85％或更大，并且其密度最大为0.2g/cm³。

7.根据权利要求1所述的膜电极组件，其中所述阴极GDL的活性碳、炭黑或介孔碳的含量为50至90重量％。

8.根据权利要求1所述的膜电极组件，其中所述阴极GDL另外地包含介孔碳或活性碳。

9.根据权利要求1所述的膜电极组件，其中所述阳极GDL和所述阴极GDL的微孔层包括两种类型的碳材料，所述两种类型的碳材料在碳颗粒的平均孔径上不同。

10.根据权利要求9所述的膜电极组件，其中此处所述碳颗粒的平均粒径在20nm至20μm的范围内。

11.一种燃料电池，所述燃料电池包括根据权利要求1至10中的一项所述的膜电极组件和一对隔板，所述一对隔板被布置成使得所述膜电极组件被布置在所述一对隔板之间。