[发明专利]燃料电池电极中的离子清除剂

说明书

本发明涉及燃料电池电极中的离子清除剂。燃料电池，其包括：包括阳极侧、阳极侧气体扩散层和由第一金属材料形成的阳极侧双极板的阳极，和包括阴极、阴极侧气体扩散层和由第二金属材料形成的阴极侧双极板的阴极侧。该燃料电池还包括定位于阳极侧和阴极侧之间的具有第一侧和第二侧的膜。该燃料电池还包括位于阳极侧和/或阴极侧中的嵌入主体。所述嵌入主体被配置为嵌入由第一和/或第二金属材料形成的金属离子。

技术领域

本公开涉及燃料电池电极中的离子清除剂。所述离子清除剂可被配置为去除由双极板腐蚀而产生的离子(例如金属离子)以减轻燃料电池膜和离聚物降解。

背景技术

双极板(BPP)是燃料电池的重要部件，其包括质子交换膜燃料电池(PEMFC)。双极板被配置为分别向燃料电池堆的阳极侧和阴极侧均匀分配燃料(H₂)和氧化剂(空气)。BPP还可被配置为集流，为燃料电池提供机械支撑，并促进燃料电池的水和热传输。BPP通常由金属材料形成，因为与石墨或碳-聚合物复合材料BPP相比，它们具有优越的导热性和导电性、机械强度、不透气性、易于制造和/或相对低的成本。金属材料可以是合金。合金可以是奥氏体钢，例如316不锈钢(例如SS316L或SS316)。

发明内容

根据一个实施方案，公开了燃料电池。燃料电池包括阳极侧，其包括阳极、阳极侧气体扩散层和由第一金属材料形成的阳极侧双极板。燃料电池还包括阴极侧，其包括阴极、阴极侧气体扩散层和由第二金属材料形成的阴极侧双极板。燃料电池还包括定位于阳极侧和阴极侧之间的具有第一侧和第二侧的膜。阳极定位于阳极侧气体扩散层和膜之间。阴极定位于阴极侧气体扩散层和膜之间。阳极侧双极板定位于邻近阳极侧气体扩散层且与膜相对。阴极侧双极板定位于邻近阴极侧气体扩散层且与膜相对。燃料电池还包括位于阳极侧和/或阴极侧中的嵌入主体。嵌入主体被配置为嵌入由第一和/或第二金属材料形成的金属离子。

根据一个实施方案，公开了燃料电池。燃料电池包括阳极侧，其包括阳极、阳极侧气体扩散层和由第一金属材料形成的阳极侧双极板。燃料电池还包括阴极侧，其包括阴极、阴极侧气体扩散层和由第二金属材料形成的阴极侧双极板。燃料电池还包括定位于阳极侧和阴极侧之间的具有第一侧和第二侧的膜。阳极定位于阳极侧气体扩散层和膜之间。阴极定位于阴极侧气体扩散层和膜之间。阳极侧双极板定位于邻近阳极侧气体扩散层且与膜相对。阴极侧双极板定位于邻近阴极侧气体扩散层且与膜相对。燃料电池还包括被配置为嵌入由第一和/或第二金属材料形成的金属离子的嵌入主体。

根据一个实施方案，公开了燃料电池。燃料电池包括阳极侧，其包括阳极、阳极侧气体扩散层和由第一金属材料形成的阳极侧双极板。燃料电池还包括阴极侧，其包括阴极、阴极侧气体扩散层和由第二金属材料形成的阴极侧双极板。燃料电池还包括定位于阳极侧和阴极侧之间的具有第一侧和第二侧的膜。阳极定位于阳极侧气体扩散层和膜之间。阴极定位于阴极侧气体扩散层和膜之间。阳极侧双极板定位于邻近阳极侧气体扩散层且与膜相对。阴极侧双极板定位于邻近阴极侧气体扩散层且与膜相对。燃料电池还包括金属离子清除剂，其分别涂覆在阳极阴极气体扩散层和/或阴极气体扩散层与阳极双极板和/或阴极双极板之间且在阳极阴极气体扩散层和/或阴极气体扩散层上，以形成金属离子清除层。金属离子清除剂被配置为清除由第一和/或第二金属材料形成的金属离子。

附图说明

图1描绘了燃料电池的示意性侧视图。

图2描绘了图1中示出的燃料电池的阳极侧的一部分的示意性分解侧视图。

图3描绘了燃料电池内的CeO₂的已知实现方式的示意性分解侧视图。

图4描绘了根据一个实施方案的被并入燃料电池部件(例如阳极)中的离子清除剂的示意性分解侧视图。

具体实施方式