用于各种操作湿度的优化气体扩散层和相应的燃料电池

摘要

本发明提供了扩散介质以及用于定制该扩散介质的参数的方案，以便解决和采用了该扩散介质的电化学电池和其它设备的水管理相关的问题。根据燃料电池的具体操作湿度，定制了该扩散介质的各种参数，比如碳的颗粒尺寸和表面积，所述碳作为填料和疏水性聚合物材料混合从而在多孔碳纸上提供中孔层。

主权项

1、一种配置成将氢燃料源转换成电能的设备，所述设备包括第一反应剂输入、第二反应剂输入、增湿的反应剂输出、配置成在所述设备内通过多相反应剂的扩散介质、和配置成在高相对湿度下操作所述设备的控制器，其中：所述控制器经配置使得所述增湿的反应剂输出的相对湿度超过约150％；所述扩散介质包括扩散介质基体和中孔层；所述扩散介质基体包括限定了第一和第二主面的含碳多孔纤维基质；所述中孔层承载在所述基体的所述第一和第二主面之一的至少部分上，并包括亲水性含碳组分和疏水性组分；所述亲水性含碳组分包括低表面积的碳，所述碳特征在于表面积低于约85m2/g而且平均颗粒尺寸为约35nm-约70nm。