Патент №2303837 - Топливный элемент с градиентно-пористой структурой

Изобретение относится к области электротехники, в частности к топливным элементам (ТЭ) с градиентно-пористой структурой в качестве мембранно-электродной сборки (МЭС). Согласно изобретению ТЭ с МЭС содержит корпус и размещенные в нем МЭС с ионопроводящим электролитом, каталитическими слоями, примыкающими к электролиту, и газодиффузионными электродными слоями, примыкающими к каталитическим слоям, токоотводы, примыкающие к газодиффузионным слоям, и газовые анодную и катодную камеры, при этом МЭС выполнена на основе монолитной трехслойной градиентно-пористой структуры, центральный слой которой выполнен из пористого непроводящего материала, поры которого заполнены ионопроводящим электролитом, а наружные газодиффузионные слои МЭС выполнены из пористого электропроводного материала, поры которого в зоне контакта с центральным слоем содержат катализатор. Центральный слой МЭС ТЭ может иметь толщину 50÷150 мкм, пористость 60÷90% и средний размер пор 1÷10 мкм, а наружные газодиффузионные слои могут иметь толщину 150÷300 мкм, пористость 50÷60% и средний размер пор 10÷50 мкм, при этом размер пор наружных газодиффузионные слоев МЭС уменьшается в направлении к центральному слою. В качестве ионопроводящего электролита МЭС ТЭ может использоваться протонпроводящий или анионпроводящий электролит, выполненный из органического или неорганического материала. Центральный пористый слой МЭС ТЭ может быть выполнен из керамики и/или стекла, а наружные газодиффузионные слои МЭС могут быть выполнены из углеродного материала или металла. Техническим результатом изобретения является повышение выходных электрических характеристик. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.