[发明专利]一种一体式可逆燃料电池水气分离结构及可逆燃料电池

权利要求书

1.一种一体式可逆燃料电池水气分离结构，其特征在于，包括重力驱动的水气分离流道和膜电极组件（2），所述的水气分离流道包括下凹状水流道（3）和上凸状气体流道（4）；所述的上凸状气体流道（4）和下凹状水流道（3）交错排列；

所述的膜电极组件（2）与上凸状气体流道（4）和下凹状水流道（3）的流道壁对应成折线状；

所述的上凸状气体流道（4）通过气体分配区（6）连接，下凹状水流道（3）通过水分配区（5）连接；

气体分配区（6）与水分配区（5）之间的流道脊成倾斜状，气体侧高而水侧低；

所述的膜电极组件（2）包括与流道形态对应的扩散层（7）、催化剂层（8）和质子交换膜（9）；

所述的扩散层（7）包括疏水扩散层与亲水扩散层，其中疏水扩散层在位置上与上凸状气体流道（4）对应，亲水扩散层在位置上与下凹状水流道（3）对应。

2.根据权利要求1所述的一种一体式可逆燃料电池水气分离结构，其特征在于，所述的上凸状气体流道（4）和/或下凹状水流道（3）采用的流场形式包括蛇形流场、交指流场、平行流场或蜿蜒流场。

3.根据权利要求1所述的一种一体式可逆燃料电池水气分离结构，其特征在于，所述的上凸状气体流道（4）的流通面积小于气体分配区（6）的流通面积，下凹状水流道（3）的流通面积小于水分配区（5）的流通面积。

4.根据权利要求1所述的一种一体式可逆燃料电池水气分离结构，其特征在于，所述的上凸状气体流道（4）和下凹状水流道（3）均进行表面处理，并且下凹状水流道（3）的亲水性优于上凸状气体流道（4）。

5.根据权利要求1所述的一种一体式可逆燃料电池水气分离结构，其特征在于，所述的催化剂层（8）为铂铱双功能催化层。

6.根据权利要求1所述的一种一体式可逆燃料电池水气分离结构，其特征在于，所述的催化剂层（8）还包括上凸状气体流道（4）对应的发电专用催化层和与下凹状水流道（3）对应的电解专用催化层。

7.一种一体式可逆燃料电池，包括极板本体（1），其特征在于，还包括如权利要求1-6任一项所述的水气分离流道以及膜电极组件（2）。

8.根据权利要求7所述的一种一体式可逆燃料电池，其特征在于，所述的极板本体（1）与膜电极组件（2）交错排布，并相互接触。