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公开(公告)号：CN112072119A
公开(公告)日：2020-12-11
申请号：CN202010783407.1
申请日：2020-08-06
Applicant: 江苏大学
Abstract: 本发明提供了一种燃料电池气体扩散层结构及其加工方法，气体扩散层为靠近双极板一侧的基底层，所述气体扩散层表面设有若干相互交错连通的沟槽织构，若干相互交错连通的沟槽织构中沿流向的所述沟槽织构的横截面面积随流向先渐扩再后渐缩。沿流向的所述沟槽织构两端的横截面面积渐变，沿流向的所述沟槽织构中间的横截面面积保持不变；所述沟槽织构中间的横截面面积为两端的最小横截面面积的1.5～3倍。本发明沟槽织构可使液态水离开阴极，消除电极水淹现象允许适量的水润湿气流，保持膜电极的湿润。
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公开(公告)号：CN110729497A
公开(公告)日：2020-01-24
申请号：CN201910892657.6
申请日：2019-09-20
Applicant: 江苏大学
IPC: H01M8/0258
Abstract: 本发明提供了一种疏水性燃料电池双极板和方法，包括气体进口、气体出口和多条流道；流道的流道表面均匀分布多排长条形微凸体，每条流道上的长条形微凸体与所在流道的流向垂直。在流道表面均匀分布的长条形微凸体，使燃料电池反应水能够快速通过，有效的防止反应过程中“水淹”现象的发生。同时具有长条形微凸体的表面也能够增加流道局部对流效应，改善了氧化剂的供应效率，极大地提升了燃料电池的工作性能。本发明通过对材料表面进行微结构改进处理，从改变表面形貌结构的角度出发，开发了一种具有高效疏水性的燃料电池双极板。本发明工艺简单可靠，可实现自动化生产，适合工业化推广。
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公开(公告)号：CN110752386B
公开(公告)日：2022-08-23
申请号：CN201910892655.7
申请日：2019-09-20
Applicant: 江苏大学
IPC: H01M8/0258 , H01M8/0265 , H01M8/04291 , B21D22/04 , B21D37/20 , B23K26/364
Abstract: 本发明提供一种燃料电池双极板和方法，双极板表面流道的流道表面分布多个阵列布置的凹凸复合结构，所述凹凸复合结构为凸起半球状体，且在凸起的圆周设有一圈径向截面为半圆形的凹陷。本发明加工制造简单，仅需在双极板流场表面开设凹凸复合结构，该凹凸复合结构可大大增加液滴接触角，提高流道表面的疏水性，甚至使双极板获得超疏水性，从而使水气不易结存在流场壁上，保持流场通畅，改善燃料电池的性能。能在流体通过时引起对流，极大地增强了从流场到催化剂层的氧供应，导致更高的局部浓度和更小的浓度极化。还能在流体流过凹凸复合结构时，在两凹凸复合结构间产生漩涡，通过惯性效应去除气体扩散层中积累的水分，从而改善水的管理。
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公开(公告)号：CN111799491B
公开(公告)日：2021-06-22
申请号：CN202010743936.9
申请日：2020-07-29
Applicant: 江苏大学
IPC: H01M8/1065 , H01M8/1067
Abstract: 本发明提供了一种基于凹凸复合微结构燃料电池质子交换膜，所述燃料电池质子交换膜的阴极表面按内密外疏梯度分布若干凹凸复合织构。所述凹凸复合织构包括第一凸起、第二微凸起和微凹坑，所述第一凸起周围设有一圈第二微凸起，且所述第一凸起的横截面积大于第二微凸起的横截面积；所述第一凸起与第二微凸起之间设有微凹坑，且所述微凹坑的壁面分别与第一凸起的壁面和第二微凸起的壁面相切。本发明通过对质子交换膜阴极表面进行微织构处理，形成一种凹凸复合织构的图案化膜，还能大大增大膜的比表面积，提高反应效率，改善电池性能。
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公开(公告)号：CN111864244A
公开(公告)日：2020-10-30
申请号：CN202010745281.9
申请日：2020-07-29
Applicant: 江苏大学
IPC: H01M8/1065 , H01M8/1067 , H01M8/1069
Abstract: 本发明提供了一种带微织构的燃料电池质子交换膜及其加工方法，所述燃料电池质子交换膜的阴极表面按内密外疏梯度分布若干花瓣状的凹凸复合织构。所述凹凸复合织构包括凹坑和凸起，所述凹坑边缘处设有一圈凸起，所述凹坑的内表面均布若干半椭球微凹坑。根据相邻凹凸复合织构的间距将所述阴极表面划分为中心区域、中间区域和外围区域，且在每个区域内，任一相邻凹凸复合织构的间距均是由内向外梯度递增。本发明凹凸复合织构可有效增大质子交换膜阴极表面的表面积，有助于催化剂与反应气体充分接触，提高反应效率；还能使碳担载铂催化剂稳定镶嵌在此结构内，并提高催化剂活性面积，从而提高催化剂利用率。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN112072119B
公开(公告)日：2022-06-21
申请号：CN202010783407.1
申请日：2020-08-06
Applicant: 江苏大学
Abstract: 本发明提供了一种燃料电池气体扩散层结构及其加工方法，气体扩散层为靠近双极板一侧的基底层，所述气体扩散层表面设有若干相互交错连通的沟槽织构，若干相互交错连通的沟槽织构中沿流向的所述沟槽织构的横截面面积随流向先渐扩再后渐缩。沿流向的所述沟槽织构两端的横截面面积渐变，沿流向的所述沟槽织构中间的横截面面积保持不变；所述沟槽织构中间的横截面面积为两端的最小横截面面积的1.5～3倍。本发明沟槽织构可使液态水离开阴极，消除电极水淹现象允许适量的水润湿气流，保持膜电极的湿润。
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公开(公告)号：CN110729497B
公开(公告)日：2022-06-21
申请号：CN201910892657.6
申请日：2019-09-20
Applicant: 江苏大学
IPC: H01M8/0258
Abstract: 本发明提供了一种疏水性燃料电池双极板和方法，包括气体进口、气体出口和多条流道；流道的流道表面均匀分布多排长条形微凸体，每条流道上的长条形微凸体与所在流道的流向垂直。在流道表面均匀分布的长条形微凸体，使燃料电池反应水能够快速通过，有效的防止反应过程中“水淹”现象的发生。同时具有长条形微凸体的表面也能够增加流道局部对流效应，改善了氧化剂的供应效率，极大地提升了燃料电池的工作性能。本发明通过对材料表面进行微结构改进处理，从改变表面形貌结构的角度出发，开发了一种具有高效疏水性的燃料电池双极板。本发明工艺简单可靠，可实现自动化生产，适合工业化推广。
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公开(公告)号：CN111864244B
公开(公告)日：2021-08-03
申请号：CN202010745281.9
申请日：2020-07-29
Applicant: 江苏大学
IPC: H01M8/1065 , H01M8/1067 , H01M8/1069
Abstract: 本发明提供了一种带微织构的燃料电池质子交换膜及其加工方法，所述燃料电池质子交换膜的阴极表面按内密外疏梯度分布若干花瓣状的凹凸复合织构。所述凹凸复合织构包括凹坑和凸起，所述凹坑边缘处设有一圈凸起，所述凹坑的内表面均布若干半椭球微凹坑。根据相邻凹凸复合织构的间距将所述阴极表面划分为中心区域、中间区域和外围区域，且在每个区域内，任一相邻凹凸复合织构的间距均是由内向外梯度递增。本发明凹凸复合织构可有效增大质子交换膜阴极表面的表面积，有助于催化剂与反应气体充分接触，提高反应效率；还能使碳担载铂催化剂稳定镶嵌在此结构内，并提高催化剂活性面积，从而提高催化剂利用率。
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公开(公告)号：CN112117465A
公开(公告)日：2020-12-22
申请号：CN202010783392.9
申请日：2020-08-06
Applicant: 江苏大学
Abstract: 本发明提供了一种燃料电池气体扩散层及加工方法，所述气体扩散层靠近双极板一侧表面均布若干微凹坑织构，用于防止反应水堵塞气体扩散层间隙。所述微凹坑织构为球冠，所述微凹坑织构等距分布在气体扩散层表面，相邻所述微凹坑织构之间的中心距S＝150‑1000μm。若干所述微凹坑织构占所述气体扩散层表面的总面积之比为10％‑45％。任一所述微凹坑织构的边缘设有向外倾斜的倒角，用于提升气体扩散层的耐水性能。本发明通过改变阴极气体扩散层靠近极板一侧表面的微结构，形成分布均匀、四周存在一定角度的微凹坑，使气体扩散层表面的液态水更易聚集在微凹坑处，进而防止燃料电池发生“水淹”。
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公开(公告)号：CN112117465B
公开(公告)日：2022-06-21
申请号：CN202010783392.9
申请日：2020-08-06
Applicant: 江苏大学
Abstract: 本发明提供了一种燃料电池气体扩散层及加工方法，所述气体扩散层靠近双极板一侧表面均布若干微凹坑织构，用于防止反应水堵塞气体扩散层间隙。所述微凹坑织构为球冠，所述微凹坑织构等距分布在气体扩散层表面，相邻所述微凹坑织构之间的中心距S＝150‑1000μm。若干所述微凹坑织构占所述气体扩散层表面的总面积之比为10％‑45％。任一所述微凹坑织构的边缘设有向外倾斜的倒角，用于提升气体扩散层的耐水性能。本发明通过改变阴极气体扩散层靠近极板一侧表面的微结构，形成分布均匀、四周存在一定角度的微凹坑，使气体扩散层表面的液态水更易聚集在微凹坑处，进而防止燃料电池发生“水淹”。
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