[发明专利]质子交换膜燃料电池

权利要求书

1.一种质子交换膜燃料电池，包括质子交换膜，质子交换膜的一侧由内而外依次设置阳极催化剂层、阳极气体扩散层和阳极板；质子交换膜的另一侧设置阴极催化剂层；其特征在于，所述阴极催化剂层的外侧依次设置输水气体扩散层和导流极板；所述导流极板靠近气体扩散层的一面设有进气口、导流气体通道和出气口，且进气口、导流气体通道和出气口依次连通；所述导流气体通道内包含至少一个导流直流道，所述导流直流道由两侧壁和一底壁环绕而成，该两侧壁存在鳍状的导流槽，该鳍状的导流槽靠近底壁的截面积小于靠近气体扩散层表面的截面积；

该鳍状的导流槽包括导流侧壁与导流正壁，所述导流正壁与流道侧壁垂直，导流正壁与流道侧壁有一条共同的边，该边与该导流直流道的物质传输方向之间的夹角构成导流角，该导流角为锐角；

所述输水气体扩散层由上气体扩散层与下气体扩散层贴合而成，上气体扩散层与下气体扩散层均为导电材料；上气体扩散层设有均匀排列的输水孔，下气体扩散层设有均匀排列的输水槽，各列输水孔与各输水槽位置一一对应，并上下连通构成输水气体通道；

所述上气体扩散层靠近阴极催化剂层，下气体扩散层靠近导流极板，每条导流直流道对应两条输水槽，两条输水槽分别位于导流槽的上方，输水槽的开口表面一部分与导流极板接触，一部分与导流槽连通；该输水气体通道与导流气体通道组合构成输水导流流场。

2.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池，其特征在于：所述输水气体扩散层的上气体扩散层的孔隙率小于或等于下气体扩散层的孔隙率。

3.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池，其特征在于：所述输水气体扩散层内输水孔的截面尺寸小于输水槽的截面尺寸，且输水槽的宽度小于导流极板上导流槽的宽度。

4.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池，其特征在于：所述输水气体扩散层与导流极板的材料表面均做疏水处理，材料表面与水的接触角均大于90°，且输水气体扩散层的材料表面接触角大于或等于导流极板的材料表面接触角。

5.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池，其特征在于：所述导流极板的导流气体通道为平行流场、蛇形流场、多蛇形流场或交趾型流场。

6.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池，其特征在于：该电池为若干电池单体组成的电池组，两相邻电池单体的阳极板与导流极板结合为导流双极板。