[发明专利]一种四合一电极燃料电池及其制备方法

权利要求书

1.一种四合一电极燃料电池，其特征在于，包括贴合并起固定作用的上端 板(1)和下端板(4)，上端板(1)和下端板(4)之间设置有相贴合的四合一 阳极(2)和四合一阴极(3)，其中四合一阳极(2)与上端板(1)相扣合，四 合一阴极(3)与下端板(4)相扣合，且四合一阳极(2)和四合一阴极(3)之 间设置有阳离子交换膜(5)。

2.根据权利要求1所述的四合一电极燃料电池，其特征在于，所述上端板 (1)的内侧开设有与四合一阳极(2)尺寸一致的阳极槽(8)，阳极槽(8)上 开设两个燃料孔(7)。

3.根据权利要求2所述的四合一电极燃料电池，其特征在于，所述燃料孔 (7)呈对角线分布，一个作为燃料进口，一个作为燃料出口。

4.根据权利要求1所述的四合一电极燃料电池，其特征在于，所述下端板 (4)的内侧开设有与四合一阴极(3)尺寸一致的阴极槽(9)。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的四合一电极燃料电池，其特征在于， 所述上端板(1)和下端板(4)均为方形，且四个顶角相同位置处均开设有端板 固定孔(6)，上端板(1)和下端板(4)贴合时，通过贯穿端板固定孔(6)的 螺栓密封固定。

6.根据权利要求1-4任意一项所述的四合一电极燃料电池，其特征在于， 所述四合一阳极(2)包括一体化集成的阳极流场(10)、阳极支撑层(11)、阳 极微孔层(12)和阳极催化层(13)；四合一阴极(3)包括一体化集成的阴极流 场(14)、阴极支撑层(15)、阴极微孔层(16)和阴极催化层(17)。

7.根据权利要求6所述的四合一电极燃料电池，其特征在于，所述阳离子 交换膜(5)的尺寸大于四合一阳极(2)和四合一阴极(3)。

8.一种如权利要求7所述四合一电极燃料电池的制作方法，其特征在于， 包括以下步骤：

1)使用三维建模软件建模，制作上端板(1)和下端板(4)；

2)采用泡沫导电材料制作阳极流场(10)、阳极支撑层(11)和阳极微孔层 (12)，同时使用浸润涂覆方法将阳极催化层(13)与阳极微孔层(12)耦合；

3)采用泡沫导电材料制作阴极流场(14)、阴极支撑层(15)和阴极微孔层 (16)，同时使用浸润涂覆方法将阴极催化层(17)与阴极微孔层(16)耦合；

4)将四合一阴极(3)扣合在下端板(3)的阴极槽(9)中，然后再四合一 阴极(3)上依次叠放阳离子交换膜(5)以及四合一阳极(2)，再把上端板(1) 盖在四合一阳极(2)上，使四合一阳极(2)扣合在阳极槽(8)中，最后将上 端板(1)和下端板(4)的端板固定孔(6)对齐，用螺栓固定，实现密封、紧 固整个电池，完成整个电池的制作。

9.根据权利要求8所述的四合一电极燃料电池的制作方法，其特征在于， 所述步骤2)和步骤3)中，泡沫导电材料为泡沫镍或泡沫碳。