该气体扩散层 包括纤维和非纤维材料，其比例使得当该气体扩散层具有大于或等于100微米的厚度时在 80°C和ISOkPa绝对气体压力下测得的水蒸气扩散传送阻力小于0. 4s/cm。
[0029] 19.第18项所述的扩散层，其中该扩散传送阻力小于0.3s/cm。
[0030] 20.第18项所述的扩散层，其中该扩散传送阻力小于0. 2s/cm。
[0031] 21.第18项所述的扩散层，其中该扩散传送阻力大于0.05s/cm。
[0032] 22.第18项所述的扩散层，其中该粘合剂树脂包括选自经碳化的导电树脂、未经 碳化的树脂和其组合的组分。
[0033] 23.第1项所述的扩散层，进一步包括一个或多个另外的含树脂层，各单独的含 树脂层设置在下一个单独的含树脂层的邻近，各单独的层具有与该下一个临近的含树脂层 不同的树脂含量。
[0034] 24.第1项所述的扩散层，进一步包括在该第一含树脂层至少一侧上的微孔层。
[0035] 25.第15项所述的扩散层，其中该微孔层包含碳粉末和碳氣聚合物粘合剂。
[003引 26.燃料电池，包括： 具有一个或多个用于将第一气体引入该燃料电池的通道的阳极气体流场； 设置在该阳极气体流场上的阳极扩散层； 设置在该阳极扩散层上的阳极催化剂层； 设置在该阳极催化剂层上的聚合物离子传导膜； 设置在该聚合物离子传导膜上的阴极催化剂层； 设置在阴极催化剂层上的阴极扩散层； 具有一个或多个用于将第二气体引入该燃料电池的阴极板通道的阴极气体流场，该阴 极流场设置在该阴极扩散层之上，其中该阳极扩散层或阴极扩散层的至少之一包括： 气体扩散层，所述气体扩散层包括纤维和非纤维材料，其比例使得当该气体扩散层具 有小于或等于300微米的厚度时在80°C和150kPa绝对气体压力下测得的水蒸气扩散传 送阻力大于0. 8s/cm或使得当该气体扩散层具有大于或等于100微米的厚度时在8(TC和 ISOkPa绝对气体压力下测得的水蒸气扩散传送阻力小于0. 4s/cm。
[0037] 从下面提供的详述中，本发明的其他示例性实施方案将变得显而易见。应当理解 该详述和特别实施例尽管公开了本发明的示例性实施方案，但仅用于举例说明的目的，并 不用于限制本发明的范围。
【附图说明】
[003引从详述和附图中，本发明的示例性实施方案将得到更充分的理解，其中： 图1是包括本发明的实施方案的扩散层的燃料电池的透视图； 图2是本发明的气体扩散层的变体的横截面示意图； 图3是具有两个含树脂层和微孔层（MPL)的气体扩散层的变体的横截面示意图； 图4是具有S个含树脂层和MI^L的气体扩散层的变体的横截面示意图； 图5提供了在本发明的气体扩散层的实施方案中的粘结剂含量和孔隙率之间关系的 曲线图； 图6是用于测定本发明的实施方案的气体扩散层的D/Dwf比值的干燥杯实验（化yCUP test)的改进的示意图； 图7提供了D/Dpff比值作为孔隙率的函数的曲线图； 图8提供了在70%相对湿度下操作的包括不同粘结剂含量的气体扩散层的燃料电池 的电压与电流密度的关系曲线图； 图9提供了在25%相对湿度下操作的包括不同粘结剂含量的气体扩散层的燃料电池 的电压与电流密度的关系曲线图。
【具体实施方式】
[0039]W下实施方案的描述本身仅是示例性的，决不用于限制本发明、其应用或用途。
[0040] 现在将详细设及本发明目前优选的组合物、实施方案和方法，其构成了本发明人 目前已知的实施本发明的最佳模式。该附图无需按比例绘制。然而，应当理解所公开的实 施方案仅是本发明的实例，本发明可W具体体现为多种可替代的形式。因此，此处公开的特 别细节并不应当被解释为限制性的，而仅作为本发明的任意方面的代表性基础和/或作为 用于教导本领域技术人员W多种方式使用本发明的代表性基础。
[0041] 除了在实施例中或另外清楚指出的情形，在本说明书中表示材料量或反应和/或 应用条件的所有数值量都应当理解为被词语"约"所修饰，描述本发明的最宽范围。在给出 的数值限制中的实施通常是优选的。而且，除非明确相反指出，百分比、"份数"和比值都W 重量计；术语"聚合物"包括"低聚物"、"共聚物"、元共聚物"等；适合或优选用于与本发 明相关的给定目的的一组或一类材料的描述表示该组或类中的任意两种或多种成员的混 合物同样是适合或优选的；化学术语对组分的描述表示添加到说明书中给出的任意组合时 的组分，并不必排除一旦混合后混合物的组分之间的化学相互作用；首字母缩略词或其他 缩略语的第一次定义应用于相同缩略语的本文的所有随后的使用，并对初次定义的缩略语 的标准语法变体进行必要的修正使用；W及除非明确相反指出，性质的测量值是由与针对 该相同性质之前或之后提到的相同技术测定的。
[0042] 还应当理解本发明并不限定于W下所述的特别实施方案和方法，因为特定的组分 和/或条件当然可能改变。而且，此处所用的术语仅用于描述本发明的特别实施方案的目 的，决不用于限制。
[0043] 应当注意到说明书和后附权利要求中所用的单数形式"某（a)"、"某个（an)"和 "该、所述（the)"包括复数个指示物，除非上下文明确相反指出。例如，对单数形式的组分 的提及意于包括多个组分。
[0044] 在本发明的至少一种实施方案中，提供了可位于阳M燃料电池中电极和流场之间 的扩散层。参照图1，提供了包括该扩散层的燃料电池的透射图。PEM燃料电池10包括气 体扩散层12、14。气体扩散层12位于阳极流场16和阳极18之间，而气体扩散层14位于阴 极流场20和阴极22之间。
[0045] 参照图2,提供了本发明的气体扩散层的变体的横截面示意图。气体扩散层12、14 之一或两者包括气体可渗透的扩散结构。例如，气体扩散层12包括气体扩散结构26,其包 括包含粘合剂树脂和多个纤维的第一含树脂层28。W该方式构造的第一含树脂层28形成 纤维结构。在该实施方案的改进中，气体扩散层12包括在该扩散层12的一侧或两侧上的 微孔层("MPL")。该微孔层可W渗透或不渗透到该纤维结构中。图2显示了微孔层30,其 在用于燃料电池时位于与阳极18相邻。类似地，气体扩散层14可W独立地包括运种含树 脂层和微孔层。在本实施方案的改进中，该微孔层包含碳粉末和碳氣聚合物粘合剂。适合 的碳氣聚合物粘合剂包括但不局限于包含PT阳、阳P或其组合中至少一种的组分。
[0046] 在本发明的一种实施方案中，将该粘合剂树脂碳化W使其导电。在该实施方案的 另一变体中，不将该粘合剂树脂碳化，由此仅用作固体填料。在任一种运些变体中，该粘合 剂树脂可W W第一含量存在，使得该气体扩散层具有大于1. 5的水蒸气自由扩散系数与水 蒸气有效扩散系数之比。在另一变体中，该水蒸气自由扩散系数与水蒸气有效扩散系数之 比可W小于或等于20。在另一变体中，该水蒸气自由扩散系数与水蒸气有效扩散系数之比 为3~15。在另一变体中，该水蒸气自由扩散系数与水蒸气有效扩散系数之比为10~12。 关于运点，该水蒸气自由扩散系数是在不含多孔材料的情况下该气体混合物中的水蒸气的 扩散系数。因此，该自由扩散系数表示可能的最高扩散系数，因为该扩散运动W及考虑的 气体物种和气体混合物作为整体的相应流量都不受多孔材料所限制。与此相比，该水蒸气 有效扩散系数描述了在存在多孔材料的情况下该气体混合物中的水蒸气的扩散系数。由 于该多孔材料一方面填充了正常情况下可用于扩散和扩散流量巧L隙效应）的一部分空间， 而且另一方面该孔通常并不是平直穿过该多孔材料而是倾斜或卷绕的，由此延长了路径长 度（曲折率效应)，因此该有效扩散系数自然小于该自由扩散系数。因此，该自由扩散系数与 有效扩散系数之比D/Dpff是用于该多孔介质构成对扩散和扩散流量的障碍的程度的定量