H - Electricity – 01 – M
Patent
H - Electricity
01
M
H01M 8/10 (2006.01) B05D 5/12 (2006.01) H01M 8/00 (2006.01) H01M 8/02 (2006.01)
Patent
CA 2485425
The present invention provides a gasketed fuel cell membrane electrode assembly comprising a polymer electrolyte membrane; layers of anode and cathode catalyst; anode-side and cathode-side fluid transport layer; and anode- side and cathode-side gaskets; where the gaskets comprise an elastomeric gasket material which is impregnated into the outer edge portions of the respective fluid transport layer; and where at least a portion of the contact face of each gasket bears a raised-ridge microstructured contact pattern. The gasketed fuel cell membrane electrode assembly according to the present invention may additionally comprise a rigid, non-elastomeric anode-side and cathode-side shims positioned between at least a portion of the gasket and the polymer electrolyte membrane. The raised-ridge microstructured contact pattern preferably comprises ridges which meet at joining point. Such raised-ridge microstructured contact patterns may be hexagonal patterns or degenerate hexagonal patterns. In another aspect, the present invention provides a method of making a gasketed fuel cell membrane electrode assembly by simultaneously binding together the parts of the MEA, impregnating uncured elastomeric gasket material into the outer edge portions of each fluid transport layer, and substantially curing the uncured elastomeric gasket material so as to form anode-side and cathode-side gaskets. In order to form a raised-ridge microstructured contact pattern on the contact face of each gasket, patterning plates bearing a negative relief of a raised-ridge microstructured contact pattern may be positioned between the press platens and the uncured elastomeric gasket material.
La présente invention a trait à un ensemble d'électrodes à membrane de pile à combustible avec joint d'étanchéité comportant : une membrane d'électrolyte polymère ; des couches de catalyseur anodique et cathodique ; une couche de transport de fluide côté anode et côté cathode ; et des joints d'étanchéité côté anode et côté cathode ; dans lequel les joints d'étanchéité comportent un matériau de joint d'étanchéité élastomère qui est imprégné dans les portions de bord extérieures de la couche de transport de fluide respective ; et dans lequel au moins une portion de la surface de contact de chaque joint d'étanchéité porte une configuration de contact monostructurée à arêtes en relief. L'ensemble d'électrodes à membrane de pile à combustible avec joint d'étanchéité de la présente invention peut en outre comporter une cale rigide non élastomère côté anode et côté cathode positionnée entre au moins une portion du joint d'étanchéité et la membrane d'électrolyte. La configuration de contact monostructurée à arêtes en relief comporte, de préférence, des arêtes qui se rencontrent à des points de jonctions, dans lesquels un maximum de trois arêtes se rencontrent à un point de jonction quelconque. Lesdites configurations de contact microstructurées à arêtes en relief peuvent être des configurations hexagonales ou des configuration hexagonales dégénérées. Dans un autre aspect, la présente invention a trait à un procédé de fabrication d'un ensemble d'électrodes à membrane de pile à combustible avec joint d'étanchéité par la liaison simultanée des parties de ensemble d'électrode à membrane, l'imprégnation de matériau de joint d'étanchéité en élastomère non traité dans les portions de bord extérieures de chaque couche de transport de fluide, et le traitement du matériau de joint d'étanchéité en élastomère non traité afin de former des joints d'étanchéité côté anode et côté cathode. En vue de la formation d'une configuration de contact monostructurée à arêtes en relief sur la surface de contact de chaque joint d'étanchéité, des plaques de structuration portant un relief négatif d'une configuration de contact monostructurée à arêtes en relief peuvent être positionnées entre les plaques de presse et le matériau de joint d'étanchéité en élastomère non traité.
Boucher Paul M.
Le Jimmy M.
Wald David A.
Yandrasits Michael A.
3m Innovative Properties Company
Smart & Biggar
LandOfFree
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Profile ID: LFCA-PAI-O-1555741