[发明专利]一种提高空气自呼吸燃料电池阴极氧浓度的方法

权利要求书

1.一种利用磁性多孔介质结构提高空气自呼吸燃料电池阴极氧浓度的方法，其特征在于：通过多孔结构（102）表面梯度磁场对氧的吸附作用实现阴极氧富集；

包括空气自呼吸燃料电池阴极气体通道（1）、空气自呼吸燃料电池阳极气体通道（2）、催化层（3）和质子交换膜（4）；

所述空气自呼吸燃料电池阴极气体通道（1）和空气自呼吸燃料电池阳极气体通道（2）平行相对布置；所述空气自呼吸燃料电池阴极气体通道（1）和空气自呼吸燃料电池阳极气体通道（2）之间夹有催化层（3）和质子交换膜（4）；

所述空气自呼吸燃料电池阴极气体通道（1）富集空气中的氧气；所述空气自呼吸燃料电池阳极气体通道（2）通入氢气；

所述空气自呼吸燃料电池阴极气体通道（1）包括磁体（101）和多孔结构（102）；

所述多孔结构（102）包括多孔状组合结构或多丝状组合结构；所述多孔结构（102）由铁磁性材料构成；

所述磁体（101）将多孔结构（102）分隔为若干个区域；

所述磁体（101）的数量为M；所述多孔结构（102）被分隔的区域数量为M-1；

所述空气自呼吸燃料电池阴极气体通道（1）的一侧与催化层（3）相连，另一侧与外部大气环境连通；所述磁体（101）垂直于催化层（3），所述磁体（101）沿平行于催化层（3）方向磁化；不同位置的磁体（101）彼此平行布置，不同磁体（101）的N和S极相对布置；

所述空气自呼吸燃料电池阳极气体通道（2）的一侧与催化层（3）相连，形成与外部大气环境隔绝的氢气气体通道。

2.根据权利要求1所述的一种利用磁性多孔介质结构提高空气自呼吸燃料电池阴极氧浓度的方法，其特征在于：所述多孔结构（102）由柱状结构阵列组成，所述柱状结构的材质为铁磁性的金属材料或合金材料；铁磁性材料包括铁、钴或镍；

所述柱状结构的横截面包括圆形或等边三角形；

所述横截面中：面积范围为10^-5～5 mm²，高度范围为 2～40 mm；

所述柱状结构之间的间距范围为0.1～5 mm。

3.根据权利要求1所述的一种利用磁性多孔介质结构提高空气自呼吸燃料电池阴极氧浓度的方法，其特征在于：相邻两个磁体（101）的间距为1～30cm。

4.根据权利要求1所述的一种利用磁性多孔介质结构提高空气自呼吸燃料电池阴极氧浓度的方法，其特征在于：所述磁体（101）的表面剩磁强度范围为0.1～1.5 T，所述多孔结构（102）包络空间内磁场梯度范围为2×10¹～5×10⁵ T/m。