[发明专利]一种含气凝胶结构的燃料电池单电池及电堆

权利要求书

1.一种含气凝胶结构的燃料电池单电池，其特征在于，包括阳极板、第一气凝胶结构片体、质子交换膜、第二气凝胶结构片体和阴极板，所述第一气凝胶结构片体设置于所述阳极板与所述质子交换膜之间，所述第二气凝胶结构片体设置于所述质子交换膜与所述阴极板之间，所述质子交换膜设置于所述第一气凝胶结构片体与所述第二气凝胶结构片体之间；

所述第一气凝胶结构片体与所述第二气凝胶结构片体均含有相同的气凝胶结构；所述气凝胶结构为以Pt为骨架、纳米孔隙为20nm～50nm的气凝胶结构。

2.根据权利要求1所述的含气凝胶结构的燃料电池单电池，其特征在于，所述第一气凝胶结构片体的厚度为150um～400um；所述第二气凝胶结构片体的厚度为150um～400um。

3.根据权利要求1所述的含气凝胶结构的燃料电池单电池，其特征在于，所述第一气凝胶结构片体与所述第二气凝胶结构片体具有相同的结构。

4.根据权利要求1所述的含气凝胶结构的燃料电池单电池，其特征在于，所述第一气凝胶结构片体或所述第二气凝胶结构片体通过如下方法制备得到：

S01、边搅拌边将第一溶液加入第二溶液中，得到混合溶液；将第三溶液加入所述混合溶液中，混合均匀，得到混合液；

S02、将所述混合液置于旋转蒸发器中，于室温搅拌10min～15min，然后加热至45℃～50℃，再搅拌10min～15min，然后降温至40℃～45℃，并于40℃～45℃搅拌35min～30min；

S03、将所述旋转蒸发器的一头接空气，于60℃～65℃连续搅拌20h～24h，然后升温至80℃～90℃，并于80℃～90℃搅拌1h，接着升温至100℃搅拌20min～30min，得到产物；

S04、将所述产物进行薄片化处理，得到片体；将所述片体干燥，得到气凝胶结构片体。

5.根据权利要求4所述的含气凝胶结构的燃料电池单电池，其特征在于，步骤S01中，

所述第一溶液为异丙醇铝的异丙醇溶液，每100mL异丙醇中含有36.7632g-44.9328g异丙醇铝；

所述第二溶液为氯铂酸的丙酮溶液，每10mL丙酮中含有0.4743g-0.5797g氯铂酸；

所述第三溶液为H₂O的甲醇溶液，每100mL甲醇中含有9.5418g-11.6622gH₂O。

6.根据权利要求4所述的含气凝胶结构的燃料电池单电池，其特征在于，步骤S04中，

所述薄片化处理在开炼机中进行；

所述干燥为于110℃～120℃烘箱中干燥24h；

所述气凝胶结构片体为Pt/Al₂O₃气凝胶结构片体。

7.根据权利要求1所述的含气凝胶结构的燃料电池单电池，其特征在于，所述气凝胶结构中含有适用于所述燃料电池单电池的催化剂。

8.根据权利要求1所述的含气凝胶结构的燃料电池单电池，其特征在于，所述阳极板为无氢气流道的阳极板。

9.根据权利要求1所述的含气凝胶结构的燃料电池单电池，其特征在于，所述阴极板为无空气流道的阴极板。

10.一种燃料电池电堆，其特征在于，所述燃料电池电堆由权利要求1至9任一项所述的燃料电池单电池制备得到。