[实用新型]一种燃料电池的催化层结构

说明书

本实用新型公开了一种燃料电池的催化层结构，包括阴离子交换膜、阳极气体扩散层以及位于阴离子交换膜与阳极气体扩散层之间的阳极催化层，所述阳极催化层包括第一催化剂层和第二催化剂层，所述第一催化剂层与所述第二催化剂层的活性不同，所述第一催化剂层位于所述阴离子交换膜的一侧，所述第二催化剂层位于所述阳极气体扩散层的一侧；本申请通过将催化层设置为两层结构，其包括活性不同的第一催化剂层和第二催化剂层，由于两层催化剂层活性不同，使得在催化剂层与氢氧根离子反应速率不同，改变了生成的水在阳极的分布状态和水的排出结构，促进了水的排出。

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池的催化层结构。

背景技术

燃料电池通过化学反应，将燃料(氢气)及氧化剂中蕴含的化学能转换为电能。其中，碱性阴离子交换膜燃料电池因其碱性工作环境可以使用非贵金属催化剂以及具有较高的电化学动力学特性，近年来受到了国内外的广泛关注。在碱性阴离子交换膜燃料电池中，水在阳极中生成，在阴极中消耗，并在膜中传输；现有碱性阴离子交换膜燃料电池中，阳极中的水含量高于阴极中的水含量，若阳极中的水没有及时排出，则会造成水淹现象，导致性能下降。现有技术中主要通过调整材料或气体扩散层结构来调整燃料电池内部水环境，虽然具有一定效果，但仍然无法直接调节阳极生成的水。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种燃料电池的阳极催化层结构，采用该结构可大大优化阳极水的分布，避免产生水淹现象。

本实用新型所采用的技术方案是：

燃料电池的催化层结构，包括阴离子交换膜、阳极气体扩散层以及位于阴离子交换膜与阳极气体扩散层之间的阳极催化层，所述阳极催化层包括第一催化剂层和第二催化剂层，所述第一催化剂层与所述第二催化剂层的活性不同，所述第一催化剂层位于所述阴离子交换膜的一侧，所述第二催化剂层位于所述阳极气体扩散层的一侧。

进一步，所述第二催化剂层的活性高于所述第一催化剂层的活性。

进一步，所述第一催化剂层采用喷涂的方式涂覆在所述阴离子交换膜的一侧，所述第二催化剂层采用喷涂的方式涂覆在所述第一催化剂层上。

进一步，所述阴离子交换膜的尺寸为7cm×7cm，所述第一催化剂层和第二催化剂层的喷涂面积均为5cm×5cm。

进一步，所述阳极气体扩散层与所述第二催化剂层之间还设有阳极微孔层。

进一步，所述阴离子交换膜为碱性阴离子交换膜。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本申请实施例所提供的燃料电池的催化层结构示意图。

其中，阴离子交换膜1、第一催化剂层2、第二催化剂层3、阳极微孔层4、阳极气体扩散层5。

具体实施方式

这里，要说明的是，本实用新型涉及的功能、方法等仅仅是现有技术的常规适应性应用。因此，本实用新型对于现有技术的改进，实质在于硬件之间的连接关系，而非针对功能、方法本身，也即本实用新型虽然涉及一点功能、方法，但并不包含对功能、方法本身提出的改进。本实用新型对于功能、方法的描述，是为了更好的说明本实用新型，以便更好的理解本实用新型。

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。