氧化剂分别引导至所述阳极和阴极，促进电子从所述阳极到所述阴极的流动以产生电；该多个局部电路之间具有多个间隙，所述阴极电极和阳极电极的极板采用碳纤维布和聚四氟乙稀复合制成。
[0022]进一步，所述质子交换膜为全氟磺酸树脂或磺化聚合物交换膜，厚度为26?28微米，平均孔径为0.3微米，所述磺化聚合物的磺化聚碳酸酯为磺化度40%_58%的聚碳酸酯，解决了现今全氟质子交换膜存在的电性能仍然依赖全氟磺酸树脂的含量，工作温度也很难有较大提高，成本过高，以及含氟材料的使用对环境的巨大威胁的缺陷;所述阴极电极和阳极电极与质子交换膜接触层设置有电催化剂层，采用的催化剂为铂颗粒、金颗粒、钯颗粒或钌颗粒，通过上述催化剂颗粒均匀吸附在具有电子导电性的多个管状载体的内壁上，使得其充分与反应气体、质子和电子接触，提高了该催化剂的利用率;所述阴极电极和阳极电极的极板形成若干平行布置的锥形流道4，增大了接触面积，所述的阴极电极空气输送的方向按直径逐渐增大的顺序排列在以其相连通的流道上。
[0023]优选的，所述微孔水氧加湿极板、微孔单氢加湿极板具有阻气透水功能。
[0024]进一步，本发明的一种燃料电池还包括喷嘴，布置在所述一组歧管中的至少一根歧管与所述通道之间，具有喷入口和喷出口。所述电催化剂层包括多个管状载体，该多个管状载体之间具有多个间隙，反应气体通过该多个间隙直接扩散至催化剂颗粒表面，所述催化剂为铂颗粒，铂载量为0.06?0.09 mg/cm2，所述质子交换膜质子电导率为4.5 X lO^S/cm，使用温度< 130°C，使用寿命2 4200ho
[0025]进一步，所述管状载体的高度为10微米?50微米，壁厚为5nm?12nm，采用碳纳米管、氧化锌纳米管、氧化钴纳米管、二氧化钛纳米管或五氧化二钒纳米管，由于管状载体自身具有电子导电性，从而使得管状载体传导的电子也可直接与催化剂颗粒接触。
[0026]本发明所提供的燃料电池将为低轨观测卫星、高轨卫星、我国空间站、神舟飞船、天宫系列等一系列的飞行器提供广阔的应用市场。该技术创新填补国内了空白，提高我国太阳电池阵的应用水平，为国防做出贡献。
[0027]本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
【主权项】
1.一种燃料电池，包括多个燃料电池堆;氧气体供给路径，其用于向所述发电单元供给氧化剂气体；以及氢气供给路径，其用于向所述发电单元供给燃料气体；所述氧气供给路径由氧气流场板表面设有若干流道，所述流道内的底部沿流道方向间隔开有若干垂直透过氧气流场板的通孔，氧气供给路径的氧极板为微孔水氧加湿极板;所述氢气体供给路径由水氢双极板两侧分别设有水流道和氢流道，其设置位置与氧气流场板的流道分别对应，氢气体供给路径中的氢极板为微孔单氢加湿极板，其特征在于:所述微孔水氧加湿极板、微孔单氢加湿极板的微孔的孔径控制在0.4um~0.Sum之间;所述燃料电池还包括一组歧管通道，该歧管通道被布置在氢流道与氧气流场板的通孔之间，其中部分歧管将氢气供给到氧气流场板的通孔之间，另一部分歧管依靠压力传感器将通道中存在的物质循环。2.依据权利要求1所述的一种燃料电池，其特征在于，还包括垫圈，沿着被附接到所述多根歧管中的至少一组歧管的圆周布置，所述水氢双极板中氢极板具有自加湿结构。3.依据权利要求1所述的一种燃料电池，其特征在于，还包括膜电极组件，所述膜电极组件由局部电路和分别设置在该质子交换膜相对的两个表面的阴极电极和阳极电极构成，所述局部电路使燃料和氧化剂分别引导至所述阳极和阴极，促进电子从所述阳极到所述阴极的流动以产生电；该多个局部电路之间具有多个间隙，所述阴极电极和阳极电极的极板采用碳纤维布和聚四氟乙烯复合制成。4.依据权利要求3所述的一种燃料电池，其特征在于，所述质子交换膜为全氟磺酸树脂或磺化聚合物交换膜，厚度为26?28微米，平均孔径为0.3微米，所述磺化聚合物的磺化聚碳酸酯为磺化度40%-58%的聚碳酸酯;所述阴极电极和阳极电极与质子交换膜接触层设置有电催化剂层，采用的催化剂为铂颗粒、金颗粒、钯颗粒或钌颗粒;所述阴极电极和阳极电极的极板形成若干平行布置的锥形流道，所述的阴极电极空气输送的方向按直径逐渐增大的顺序排列在以其相连通的流道上。5.依据权利要求1所述的一种燃料电池，其特征在于，所述微孔水氧加湿极板、微孔单氢加湿极板具有阻气透水功能。6.依据权利要求4或5所述的一种燃料电池，其特征在于，还包括喷嘴，布置在所述一组歧管中的至少一根歧管与所述通道之间，具有喷入口和喷出口。7.依据权利要求4所述的一种燃料电池，其特征在于，所述电催化剂层包括多个管状载体，该多个管状载体之间具有多个间隙，反应气体通过该多个间隙直接扩散至催化剂颗粒表面，所述催化剂为铂颗粒，铂载量为0.06?0.09 mg/cm2，所述质子交换膜质子电导率为4.5X10-b/ cm，使用温度 < 130°C，使用寿命 2 4200h。8.依据权利要求7所述的一种燃料电池，其特征在于，所述管状载体的高度为10微米?50微米，壁厚为5nm?12nm，采用碳纳米管、氧化锌纳米管、氧化钴纳米管、二氧化钛纳米管或五氧化二钒纳米管。
【专利摘要】本发明提供一种燃料电池，包括多个燃料电池堆；氧气体供给路径，其用于向所述发电单元供给氧化剂气体；以及氢气供给路径，其用于向所述发电单元供给燃料气体；微孔水氧加湿极板、微孔单氢加湿极板的微孔的孔径控制在0.4um~0.8um之间；所述燃料电池还包括一组歧管通道，该歧管通道被布置在氢流道与氧气流场板的通孔之间，其中部分歧管将氢气供给到氧气流场板的通孔之间，另一部分歧管依靠压力传感器将通道中存在的物质循环。本发明的一种燃料电池，在不增加通道尺寸的前提下，提高改善燃料电池的能量输出密度。
【IPC分类】H01M8/04089, H01M8/22
【公开号】CN105470542
【申请号】CN201510905899
【发明人】王海涛, 陈培永, 余岢, 王燕, 颜萍, 吴奕, 顾晓军, 王涛
【申请人】上海精密计量测试研究所
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年12月10日