[发明专利]用于水收集及输运的直接甲醇燃料电池双层阴极结构

权利要求书

1.一种使用双层阴极结构的直接甲醇燃料电池，其特征在于所述双层阴极结构包括一层阴极集流板和一层阴极水收集板，其中： 所述阴极水收集板的表面设置有超亲水界面区和超疏水界面区，超亲水界面区和超疏水界面区的交界处形成排水沟道； 所述超亲水界面区在与阴极流场区相对应处设置阴极水收集区，阴极水收集区内开孔，开孔位置与阴极水收集板的开孔位置相同； 所述排水沟道的内部为超亲水界面区，外部为超疏水界面区； 所述排水沟道具有一入口和一出口，入口侧与阴极水收集区相连；

所述直接甲醇燃料电池从左到右依次为阴极端板、阴极水收集板、阴极集流板、膜电极、阳极集流板和阳极储液腔；

所述阴极端板上开一个深凹槽作为引水槽，延伸至端板下方；所述阳极储液腔下方加工一贯通槽，与阴极端板上的引水槽经装配配合形成储水槽；

出口侧与引水槽相连；排水沟道的出口截面尺寸小于排水沟道的入口截面尺寸；阴极水收集区位于超亲水界面区域；

直接甲醇燃料电池阴极产生的水聚集在双层阴极结构的水收集区，通过超亲水与超疏水界面上水分子间作用力束缚住水滴，水滴聚集后即在重力作用下沿着亲水的排水沟道快速排出至引水槽，所述引水槽和储水槽用于储存水收集板定向输运出的水，进一步将其导回阳极，实现阴极返水。

2.根据权利要求1所述的一种使用双层阴极结构的直接甲醇燃料电池，其特征在于所述阴极集流板与阴极水收集板尺寸设计完全一致。

3.根据权利要求1或2所述的一种使用双层阴极结构的直接甲醇燃料电池，其特征在于所述阴极集流板厚0.5mm。

4.根据权利要求1所述的一种使用双层阴极结构的直接甲醇燃料电池，其特征在于所述超疏水界面区的接触角至少为150°。

5.根据权利要求1所述的一种使用双层阴极结构的直接甲醇燃料电池，其特征在于所述阴极集流板选用304不锈钢材质加工。

6.根据权利要求1所述的一种使用双层阴极结构的直接甲醇燃料电池，其特征在于所述阴极水收集板选用铝合金材质加工制成。

7.根据权利要求1、2、4、5或6所述的直接甲醇燃料电池，其特征在于所述阴极端板与阳极储液腔由有机塑料经铣削工艺加工而成，阳极集流板为304不锈钢材质。