多孔扩散层及其制备方法和质子交换膜电解水制氢装置与流程

技术特征：
1.一种多孔扩散层，其特征在于，包括层叠设置的至少两个子扩散层，依次为第一子扩散层、第二子扩散层、
……
第n子扩散层，当所述多孔扩散层包括两个子扩散层时，所述第n子扩散层为第二子扩散层；并且沿着从所述第一子扩散层到所述第n子扩散层的方向，所述至少两个子扩散层的孔隙率、孔径和厚度逐渐减小；所述至少两个子扩散层均为亲水性的。2.根据权利要求1所述的多孔扩散层，其中，所述第n子扩散层的孔隙率不高于30％，厚度不超过整个多孔扩散层厚度的30％。3.根据权利要求1或2所述的多孔扩散层，其中，所述子扩散层的材料为粉末状的钛或纤维状的钛。4.根据权利要求2所述的多孔扩散层，其中，所述多孔扩散层包括层叠设置的两个子扩散层，依次为第一子扩散层、第二子扩散层，其中，所述第一子扩散层的孔隙率不低于50％，厚度占整个多孔扩散层厚度的70％以上，为亲水性的；所述第二子扩散层的孔隙率不高于30％，厚度不超过整个多孔扩散层厚度的30％，为亲水性的；任选地，所述第一子扩散层的孔隙率为60％至80％；任选地，所述第二子扩散层的孔隙率为20％至30％；任选地，所述第一子扩散层的厚度占整个多孔扩散层厚度的70％至90％，所述第二子扩散层的厚度占整个多孔扩散层厚度的10％至30％。5.根据权利要求4所述的多孔扩散层，其中，所述第一子扩散层的材料为粉末状的钛，所述第二子扩散层的材料为粉末状的钛；或者，所述第一子扩散层的材料为纤维状的钛，所述第二子扩散层的材料为纤维状的钛。6.根据权利要求5所述的多孔扩散层，其中，所述第一子扩散层的材料为粉末状的钛，所述第二子扩散层的材料为粉末状的钛，并且所述第一子扩散层的粉末状的钛的粒径大于所述第二子扩散层的粉末状的钛的粒径；任选地，所述第一子扩散层的粉末状的钛的目数为-150目至 250目，所述第二子扩散层的粉末状的钛的目数为-250目至 500目。7.根据权利要求1至6中任一项所述的多孔扩散层的制备方法，包括：通过一次烧结形成所述第一子扩散层，通过烧结或喷涂在所述第一子扩散层表面形成所述第二子扩散层，并按照相同的方法形成其他的子扩散层，以及将多个子扩散层进行复合烧结。8.根据权利要求7所述的多孔扩散层的制备方法，其中，所述多孔扩散层包括层叠设置的两个子扩散层，所述制备方法还包括：在所述第一子扩散层上形成所述第二子扩散层之后，以所述第一子扩散层与所述第二子扩散层的分界面为起始向两侧预留出期望的第一子扩散层厚度和第二子扩散层厚度后分别进行切割，得到具有期望厚度的第一子扩散层和第二子扩散层。9.一种质子交换膜电解水制氢装置，其特征在于，包括：阳极气体扩散层、阳极流场板和质子交换膜电极，所述阳极气体扩散层为根据权利要求1至6中任一项所述的多孔扩散层，并且所述多孔扩散层的第一子扩散层与所述阳极流场板接触，所述多孔扩散层的第n子扩散层与所述质子交换膜电极接触。10.根据权利要求9所述的质子交换膜电解水制氢装置，其中，所述质子交换膜电极能够承受两侧的压差至少为20mpa。

技术总结
多孔扩散层及其制备方法和质子交换膜电解水制氢装置，所述多孔扩散层包括层叠设置的至少两个子扩散层，依次为第一子扩散层、第二子扩散层、


技术研发人员：党健 杨福源 江亚阳 李洋洋 杨松瑜
受保护的技术使用者：清华大学
技术研发日：2021.10.13
技术公布日：2022/1/21