[发明专利]用于制作燃料电池构件的组件和使用该组件的方法

说明书

背景技术

燃料电池对基于电化学反应的发电是有用的。促进电化学反应涉及控制诸如氢和氧的反应物在电池堆组件内如何流动以及于何处流动。在磷酸燃料电池的情形中，利用另外的措施来控制磷酸在电池堆组件内位于何处。

已经使用或提出了各种方法来在电池堆组件内维持对流体的位置或移动的控制，诸如防止反应气体泄漏。虽然这些方法中的一些已被证实是有效的，但这些方法并非在所有类型的燃料电池中都有用，并且它们可能具有局限性和缺陷，诸如在某些情况下过于昂贵、劳动密集或不可靠。

发明内容

根据示例的实施例，燃料电池构件制造组件包括支架部件，该支架部件构造成位于邻近燃料电池构件处，以提供对构件的支撑。支架部件具有与构件的周缘相对应的周缘。压板部件具有与支架部件的至少一部分相对应的构造，以便紧靠构件的一部分被接纳。压板部件的温度是可控制的，以达到位于邻近压板部件处的材料的期望的温度。压板部件具有比构件的表面面积小的表面面积，使得仅构件的部分受到由将压板部件和支架部件与支架部件和压板部件之间的构件一起推动的力造成的压力。

根据示例的实施例，制作燃料电池构件的方法包括使至少一个包括聚合物的聚合物膜层位于紧靠可渗透的构件层处。聚合物膜层和可渗透的构件层位于支架部件与压板部件之间。支架部件具有与构件层的周缘相对应的周缘。压板部件具有与聚合物膜层的构造相对应的构造。压板部件具有比构件层的表面面积小的表面面积。提高至少压板部件的温度以由此使聚合物熔融。将支架部件和压板部件朝向彼此推动，以将压力施加于接纳在支架部件与压板之间的构件层的部分和聚合物。构件层的部分浸渍着熔融后的聚合物以由此在构件层上建立区域，该区域耐受穿过区域的流体的流动。

从以下详细描述，至少一个公开的示例的实施例的各种特征和优点将对本领域技术人员显而易见。能够如下简略地描述附随详细描述的图。

附图说明

图1示意性地示出示例的磷酸燃料电池构件。

图2示意性地示出用于制造诸如图1的示例的燃料电池构件的示例的组件。

图3示意性地显示用于使用诸如在图2中显示的组件来制作图1的示例的构件的多个层。

图4示意性地显示用于制作诸如图1的示例的燃料电池构件的示例的过程的一部分。

图5示意性地显示示例的过程的另一部分。

图6示意性地显示用于制作燃料电池构件的另一示例的组件。

具体实施方式

图1示意性地显示燃料电池构件20。可渗透的构件基底层22包括浸渍着聚合物的区域24。在本示例中，区域24沿着构件层22的边缘建立密封件。区域24耐受穿过区域24的诸如磷酸或任何反应气体的流体的流动。示例的构件20可以包括电极、气体扩散层以及催化剂层中的至少一个。

图2示意性地显示对制作诸如图1的示例的燃料电池构件有用的组件30。支架部件32具有与构件20的构造相对应的构造，在本示例中，支架部件32的构造是矩形。在包括使用组件30来建立区域24的过程的期间，支架部件32为构件提供支撑。压板部件34选择性地位于支架部件32附近。在一个示例中，支架部件32和压板部件34是压机的一部分。

压板部件34具有与燃料电池构件20上的区域24的构造相对应的构造。在图2的示例中，压板部件34具有矩形框架状构造。压板部件34的中心部分开口。采用这样的构造，随着压板部件34和支架部件32朝向彼此推动，仅构件层22的包括区域24的竖着的部分受到压力。

示例的布置的一个特征是，构件层22的未受到压力的部分将不被改变或另外受到用于在构件20上建立区域24的过程的负面影响。例如，在出于使聚合物熔融(如下面说明的)的目的而加热压板部件34时，构件层22的将位于压板部件34的中心开口内的部分不暴露于这样的压力和热。示出的布置允许使用组件30来加工的构件中的更好的一致性，并且降低在过程的期间负面地影响构件层22的任何风险。

图3示意性地显示可以放置在支架部件32与压板部件34之间的层的示例的布置。构件基底层22位于各聚合物膜层40之间。可用作聚合物膜层40的示例的材料包括都可从商业上得到的PEEK?和Teflon?。一个示例中的聚合物膜层40包括在低于大约220°C的温度而不润湿且热稳定的高熔融流率(例如，按照ASTMD2116计量为0.25g/10分钟)聚合物。该聚合物还在化学上耐受磷酸。