[发明专利]一种燃料电池气体扩散层结构

权利要求书

1.一种燃料电池气体扩散层结构，其特征在于：厚度为3.0～5.0mm，包括一基底层和一微孔层，基底层的一侧具有气体流道，另一侧与微孔层相连，基底层的材质为金属纤维毡，微孔层上具有铜-石墨烯复相膜；其制备方法包括如下步骤：

(1)切削制备金属纤维，将该金属纤维填充至模具中，加压后采用低温固相烧结法制备形成金属纤维毡；

(2)将上述金属纤维毡浸入熔融态聚四氟乙烯后取出自然冷却至室温形成金属纤维毡-聚四氟乙烯复合材料，接着在聚四氟乙烯的保护下于其一侧铣削出气体流道，然后在真空高温烧结下部分去除聚四氟乙烯的同时完成憎水性处理，获得一侧具有气体流道的基底层；

(3)将上述基底层的另一侧浸入温度为45～55℃镀铜液中进行表面化学镀铜25～35min，接着于乙醇中超声清洗，然后浸入浓度为0.1～0.4wt％的石墨烯分散液中沉淀石墨烯片25～35min，获得铜-石墨烯复相膜；

(4)重复步骤(3)直至获得指定厚度的铜-石墨烯复相膜，制得所述微孔层。

2.如权利要求1所述的一种燃料电池气体扩散层结构，其特征在于：所述微孔层的厚度为0.05～0.15mm。

3.如权利要求1所述的一种燃料电池气体扩散层结构，其特征在于：所述气体流道的深度为2.5～3.0mm。

4.如权利要求1所述的一种燃料电池气体扩散层结构，其特征在于：所述金属纤维的当量直径为0.01～0.03mm。

5.如权利要求1所述的一种燃料电池气体扩散层结构，其特征在于：所述金属纤维的长度为10～15mm。

6.如权利要求1所述的一种燃料电池气体扩散层结构，其特征在于：所述低温固相烧结法具体为：在低于所述金属纤维的熔点30～50℃的温度下对加压后的金属纤维进行真空烧结，通过金属纤维中的剧烈的分子扩散运动与周边材料发生连接。

7.如权利要求1所述的一种燃料电池气体扩散层结构，其特征在于：所述表面化学镀铜中获得的铜颗粒的粒径为0.03～0.07mm。

8.如权利要求1所述的一种燃料电池气体扩散层结构，其特征在于：所述石墨烯片厚度为0.02～0.05mm。