[发明专利]具有位于阳极和阴极上的不对称扩散介质的燃料电池堆

权利要求书

1.一种具有位于阳极和阴极上的不对称扩散介质的燃料电池，所 述燃料电池包括：

具有第一组材料特性的第一扩散介质；

具有第二组材料特性的第二扩散介质；和

被设置在所述第一扩散介质与所述第二扩散介质之间的膜电极组 件；

其中所述第一扩散介质为阳极侧扩散介质，所述第二扩散介质为阴 极侧扩散介质；

所述第一扩散介质具有第一压缩率且所述第二扩散介质具有第二 压缩率，所述第一压缩率小于所述第二压缩率，以便增强在所述第二扩 散介质的主要面上进行的水管理。

2.根据权利要求1所述的燃料电池，其中所述第一扩散介质具有 第一挠曲模量且所述第二扩散介质具有第二挠曲模量，所述第一挠曲模 量与所述第二挠曲模量之比大于1。

3.根据权利要求2所述的燃料电池，其中所述第一扩散介质具有 比所述第二扩散介质的热阻更小的热阻。

4.根据权利要求3所述的燃料电池，其中所述第一扩散介质具有 第一基板厚度且所述第二扩散介质具有第二基板厚度，所述第一厚度与 所述第二厚度之比小于1。

5.根据权利要求4所述的燃料电池，其中所述第一扩散介质具有 第一孔隙率且所述第二扩散介质具有第二孔隙率，所述第一孔隙率与所 述第二孔隙率之比小于1。

6.根据权利要求5所述的燃料电池，其中所述第一扩散介质具有 第一流体透过率且所述第二扩散介质具有第二流体透过率，所述第一流 体透过率与所述第二流体透过率之比小于1。

7.根据权利要求6所述的燃料电池，其中所述第一流体透过率和 第二流体透过率是气体透过率。

8.根据权利要求6所述的燃料电池，其中所述第一流体透过率和 第二流体透过率是液体透过率。

9.根据权利要求6所述的燃料电池，其中所述第一扩散介质包括 与所述膜电极组件相邻的第一微孔层涂层且所述第二扩散介质包括与 所述膜电极组件相邻的第二微孔层涂层。

10.根据权利要求9所述的燃料电池，其中所述第一微孔层的涂层 厚度大于所述第二微孔层的涂层厚度。

11.根据权利要求10所述的燃料电池，其中所述第一扩散介质具 有比所述第二扩散介质的表面自由能更大的表面自由能。

12.根据权利要求1所述的燃料电池，其中所述膜电极组件包括与 所述第一扩散介质接触的阳极面和与所述第二扩散介质接触的阴极面。

13.一种制造燃料电池堆的方法，所述燃料电池堆包括至少一个燃 料电池，所述至少一个燃料电池具有第一电极板和第二电极板、膜电极 组件、被设置在所述第一电极板与所述膜电极组件之间的第一扩散介质 和被设置在所述第二电极板与所述膜电极组件之间的第二扩散介质，所 述方法包括：

从具有第一组材料特性的扩散介质组中选择第一扩散介质；

从具有第二组材料特性的扩散介质组中选择第二扩散介质，其中选 择具有比所述第一扩散介质的压缩率大的压缩率的所述第二扩散介质；

其中所述第一扩散介质为阳极侧扩散介质，所述第二扩散介质为阴 极侧扩散介质。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述第二扩散介质还具有 比所述第一扩散介质的挠曲模量小的挠曲模量。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述第二扩散介质还具有 比所述第一扩散介质的孔隙率大的孔隙率。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述第二扩散介质还具有 比所述第一扩散介质的透过率大的透过率。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述第二扩散介质具有比 所述第一扩散介质的微孔层厚度小的微孔层厚度。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述第二扩散介质具有比 所述第一扩散介质的表面自由能小的表面自由能。