CN111987329B - 燃料电池堆 - Google Patents

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Abstract

一种燃料电池堆包括：发电电池，其具有第一气体扩散层；和伪电池，其设置在发电电池的端部，并具有热导率比第一气体扩散层更高的第二气体扩散层。端板固定在伪电池的端部，并且加热器插在伪电池和端板之间。

Description

燃料电池堆
相关申请的交叉参考
本申请要求2019年5月22日提交的韩国专利申请编号10-2019-0060071的优先权好处，该申请的公开通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及一种燃料电池堆，并且更具体地，涉及一种能够使发电电池与伪电池之间的温度上升率的差异最小化并提高工作效率的燃料电池堆。
背景技术
燃料电池***是指一种通过连续供应的燃料的化学反应连续地产生电能的***。作为能够解决全球环境问题的替代方案，对燃料电池***正在进行持续的研究和开发。
基于用于燃料电池***的电解质的类型，燃料电池***可以分为磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)、聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)、碱性燃料电池(AFC)、直接甲醇燃料电池(DMFC)等。基于操作温度、输出范围等以及所用的燃料的类型，燃料电池***可以应用于与移动电源、运输、分布式发电等相关的各种应用领域。在燃料电池中，聚合物电解质膜燃料电池已经应用于氢车辆(例如，氢燃料电池车辆)的领域，其正在被开发以替代内燃机。
氢气车辆用于通过氢气和氧气之间的化学反应产生电力，并且通过操作电机行进。因此，氢气车辆包括用于存储氢气(H2)的氢气罐(H2罐)、用于通过氢气和氧气(O2)之间的氧化还原反应产生电力的燃料电池堆(FC堆)、用于排出所产生的水的各种类型的装置、用于存储由燃料电池堆产生的电力的电池、用于转换并调节所产生的电力的控制器和用于产生驱动力的电机。
燃料电池堆是指数十个或数百个电池串联堆叠在其中的燃料电池主体。通常，燃料电池堆包括：发电电池，其具有中间电池和设置在中间电池的外部的端电池；和伪电池，其设置在发电电池的外部。发电电池和伪电池由联结在伪电池的外部的端板固定。发电电池被设置用于产生电力，并且伪电池是不产生电力的非发电电池，并被设置用于提高从燃料电池堆排出水(例如，冷凝水)的性能。
另一方面，如果在燃料电池堆的冷启动时靠近外部空气(靠近端板)的端电池的温度上升率和中心电池的温度上升率不同，则冷启动性能会下降，因此，端电池和中心电池的温升速率应尽可能匹配。为此，在相关技术中，在端板和端电池之间设置加热器，并且在冷启动期间通过加热器加热端电池。
然而，常规上，由于伪电池设置在加热器和端电池之间，尽管加热器在冷启动期间工作，但是与中心电池的温度上升率相比，端电池的温度上升率降低，因此，燃料电池堆存在冷启动时间增加的问题。因此，近年来，进行了各种研究以最小化端电池的温度上升率的降低并改善冷启动性，但是仍然需要对其进行开发。相应地，需要开发一种能够最小化端电池处的温度上升率的劣化并提高冷启动性的燃料电池堆。
发明内容
本发明的目的是提供一种燃料电池堆，其能够最小化在冷启动时中间电池和端电池之间的温度上升率的差，并提高冷启动性和操作效率。特别地，本发明的另一个目的是由伪电池确保排出水的性能，提高端电池处的温度上升率并减少冷启动时间。
为了实现上述目的，根据本发明的示例性实施例的燃料电池堆可以包括：发电电池，其具有第一气体扩散层；伪电池，其设置在发电电池的端部处，并包括具有热导率比第一气体扩散层更高的第二气体扩散层；端板，其固定在伪电池的端部；和加热器，其插在伪电池和端板之间。
该配置旨在最小化在冷启动时形成发电电池的中间电池和端电池之间的温度上升率的差，并提高冷启动性和操作效率。换句话说，在相关技术中，即使在冷启动时加热器操作以加热端电池，由于伪电池设置在加热器和端电池之间，端电池处的温度上升率小于中间电池处的温度上升率。因此，用于燃料电池堆的冷启动时间增加了。
相反地，根据本发明，由于伪电池的第二气体扩散层具有比发电电池的第一气体扩散层的热导率更高的热导率，可以提高与加热器相邻的发电电池的一部分(例如，端电池)处的温度上升率，从而最小化在冷启动时发电电池的各区域之间的温度上升率的差，并提高燃料电池堆的冷启动性和操作效率。
作为示例，第二气体扩散层具有比第一气体扩散层的孔隙率更低的孔隙率。如上所述，因为第二气体扩散层具有比第一气体扩散层的孔隙率更低的孔隙率，第二气体扩散层可以具有比第一气体扩散层的热导率更高的热导率。作为参考，第二气体扩散层的有效热导率通过下面的等式1获得。
等式1
keff＝ksolid(1-∈)+kfluidε
其中是固体热导率，/>是流体热导率，并且∈是孔隙率。
特别地，第二气体扩散层的孔隙率设置为第一气体扩散层的孔隙率的10％至90％。换句话说，当相对于第一气体扩散层的孔隙率的第二气体扩散层的孔隙率大于第一气体扩散层的孔隙率的90％时，由于不能够确保第二气体扩散层的足够的热导性，会难以在完成冷启动时将端电池加热至足够的温度。
相反地，当相对于第一气体扩散层的孔隙率的第二气体扩散层的孔隙率小于第一气体扩散层的孔隙率的10％时，即使可以确保第二气体扩散层的足够的热导性，第二气体扩散层的结构缓冲性能(例如，结构刚性)也会劣化。因此，相对于第一气体扩散层的孔隙率的第二气体扩散层的孔隙率可以设置为第一气体扩散层的孔隙率的10％至90％。更特别地，第二气体扩散层的孔隙率设置为大约第一气体扩散层的孔隙率的40％至60％。
根据本发明的另一示例性实施例，第二气体扩散层具有比第一气体扩散层的厚度更小的厚度。如上所述，通过将第二气体扩散层的厚度减小至第一气体扩散层的厚度，可以减少通过第二气体扩散层的传热路径，从而获得提高第二气体扩散层的传热性能并增加端电池处的温度上升率的有益效果。
特别地，第二气体扩散层的厚度可以设置为第一气体扩散层的厚度的30％至70％。换句话说，当第二气体扩散层的厚度大于第一气体扩散层的厚度的70％时，由于不能充分地减少通过第二气体扩散层的传热路径，可以难以在完成冷启动时将端电池加热至足够的温度。
相反地，当第二气体扩散层的厚度小于第一气体扩散层的厚度的30％时，由于在与其中堆叠电池的方向垂直的降落(land)方向上的传热的增加，第二气体扩散层的热阻可以增加，并且传热性能可以劣化。因此，第二气体扩散层的厚度可以设置为第一气体扩散层的厚度的30％至70％。更特别地，第二气体扩散层的厚度可以设置为大约第一气体扩散层的厚度的40％至60％。
另外，根据本发明的另一示例性实施例，伪电池可以包括多个堆叠的非发电电池。作为示例，伪电池可以包括第一非发电电池；和第二非发电电池，其设置在第一非发电电池的端部。第二气体扩散层可以包括第三气体扩散层，其包括在第一非发电电池中，并具有比第一气体扩散层的孔隙率更低的孔隙率。第四气体扩散层可以包括在第二非发电电池中，并具有比第三气体扩散层的孔隙率更低的孔隙率。
如上所述，靠近发电电池设置的第一非发电电池的第三气体扩散层具有最高孔隙率(例如，最低的热导率)，并且远离发电电池设置的第二非发电电池的第四气体扩散层具有比第三气体扩散层的孔隙率相对较低的孔隙率(例如，具有比第三气体扩散层的热导率相对较高的热导率)。
因此，能够获得提高伪电池的传热性能并最大化发电电池的结构缓冲性能的有益效果。根据如上所述的本发明，能够使冷启动时的中间电池和端电池之间的温度上升率的差异最小化，并能够获得提高冷启动性和操作效率的有益效果。
特别地，根据本发明，在确保伪电池的排水性能的同时，可以最小化在冷启动期间发电电池的各区域之间的温度上升率的差(例如，中间电池处的温度上升率和端电池处的温度上升率之间的差)，并提高燃料电池堆的冷启动性和操作效率的有益效果。另外，根据本发明，可以获得减少加热器的输出并降低成本的有益效果。
附图说明
从以下结合附图的详细描述，将更清楚地理解本发明的上述和其他目的、特征和优点，其中：
图1是示出根据本发明的示例性实施例的燃料电池堆的视图；
图2是示出根据本发明的示例性实施例的燃料电池堆中的第一气体扩散层的视图；
图3是示出根据本发明的示例性实施例的燃料电池堆中的第二气体扩散层的视图；
图4是示出根据本发明的示例性实施例的相对于燃料电池堆的第二气体扩散层的孔隙率的热导率的视图；
图5是示出根据本发明的示例性实施例的相对于燃料电池堆的第二气体扩散层的孔隙率的在冷启动完成时的温度的视图；
图6是示出根据本发明的示例性实施例的相对于燃料电池堆中的第二气体扩散层的孔隙率的端电池的温度的视图；
图7是示出根据本发明的示例性实施例的相对于燃料电池堆中的加热器的开/关状态的端电池的温度的视图；
图8是示出根据本发明的示例性实施例的燃料电池堆中的第二气体扩散层的另一示例性实施例的视图；以及
图9是示出根据本发明的示例性实施例的燃料电池堆中的伪电池的另一示例性实施例的视图。
附图中的附图标记
100：燃料电池堆
200：发电电池
210：中间电池
220：端电池
232：第一气体扩散层
232a：中间电池的第一气体扩散层
232b：端电池的第一气体扩散层
300：伪电池
302：第一非发电电池
304：第二非发电电池
306：第三非发电电池
310：第一隔板
320：第二隔板
330：第二气体扩散层
400：加热器
500：端板
具体实施方式
应当理解的是，如本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其他类似术语通常包括机动车辆，如包括运动型多用途车辆(SUV)的载客汽车、公共汽车、卡车、各种商用车辆、包括各种船舶的水上交通工具、飞机等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力车辆、氢动力车辆和其他替代燃料车辆(例如，来自除石油以外的资源的燃料)。如本文所指，混合动力车辆是一种具有两种或更多种动力源的车辆，例如汽油动力车辆和电动动力车辆。
本文所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，并且不旨在限制本发明。如本文所用，单数形式“一(a)”、“一个(an)”和“该(the)”也旨在包括复数形式，除非上下文另外明确指出。将进一步理解的是，当在本说明书中使用时，术语“包括(comprises)”和/或“包含(comprising)”指定了所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组的存在或添加。如本文所用，术语“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和所有组合。
除非特别说明或从上下文显而易见，如本文所用，术语“大约”理解为在本领域的正常公差范围内，例如在平均值的2个标准偏差内。“大约”可以理解为在规定值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％内。除非上下文另有明确说明，本文提供的所有数值均由术语“大约”修改。
在下文中，本发明的示例性实施例将参考附图详细描述，但是本发明不由示例性实施例约束或限制。作为参考，在本说明书中，相同的参考标记表示基本相同的元件，可以通过结合其他附图所示的内容在此规则下进行本描述，并且可以省略对本领域技术人员显而易见的所重复或确定的内容。
参考图1至图7，根据本发明的燃料电池堆100可以包括：发电电池200，其中每个发电电池200具有第一气体扩散层232；伪电池300，其设置在发电电池200的端部处并且每个均包括具有热导率比第一气体扩散层232更高的第二气体扩散层330；端板，其固定到伪电池300的端部；和加热器400，其插在伪电池300和端板之间。
发电电池200可以用于发电，并且数十个或数百个发电电池可以串联堆叠。更具体地，发电电池200可以包括中间电池210和端电池220，端电池220在其中堆叠中间电池210的方向上设置在中间电池210的两端处。
作为示例，形成发电电池200的中间电池210和端电池220中的每个可以包括膜电极组件(MEA)(未示出)和在膜电极组件的两侧处堆叠并具有反应气体流动路径的阳极侧隔板(未示出)和阴极侧隔板(未示出)。第一气体扩散层232可以设置在膜电极组件和每个隔板之间，使得第一气体扩散层232与膜电极组件和每个隔板紧密接触(例如，邻接接触)。
第一气体扩散层232可以定位在膜电极组件和隔板(或双极板)之间，并且可以物理地支撑催化剂层，将通过隔板的流动路径引入燃料电池中的流体输送至催化剂层，扩散通过化学反应产生的流体以允许流体流动至隔板的流动路径，以及将通过电化学反应产生的电子输送至隔板。
作为示例，第一气体扩散层232可以包括用于中间电池的第一气体扩散层232a和用于端电池的第一气体扩散层232b。此外，第一气体扩散层232可以由多孔物质制成。另外，第一气体扩散层232可以部分地或全部地用聚四氟乙烯(PTFE)浸渍，以防止反应气体中所含的水分堵塞孔。伪电池300可以设置在发电电池200的两端(例如，在其中堆叠发电电池的方向上的两端)，以有效地从燃料电池堆100排出水。
例如，在使水在燃料电池堆100中循环的过程期间，可以将流过加湿器、共用分配器、端板、堆(隔板)歧管的冷凝水等引入到发电电池200的阴极入口侧中，并且可以将流过FPS、共用分配器、端板、堆(隔板)歧管的冷凝水和从阴极流动至膜电极组件的水引入到发电电池200的阳极入口侧中。
如上所述引入到阴极入口侧或阳极入口侧中的水流动到邻接端板500的最***电池中，这可以导致电池电压的快速下降和增加，并且可以导致由电池中存在的大量水引起的膜电极组件催化剂的降解。因此，伪电池300可以设置在发电电池200和端板500之间，以有效地从堆排出冷凝水(水)。
与发电电池200不同，伪电池300未用于发电，并且因此不具有膜电极组件或电解质膜。更具体地，伪电池300不包括膜电极组件，但是包括第一隔板(例如，阳极隔板)310、第二隔板(例如，阴极隔板)320和插在第一隔板310和第二隔板320之间的第二气体扩散层330(例如，用于阳极的第二气体扩散层和用于阴极的第二气体扩散层)。
作为参考，发电电池200和伪电池300可以由在伪电池300的外部联结的端板500固定。换句话说，端板500可以安装在彼此堆叠的发电电池200和伪电池300的两个最***端处。另外，加热器400可以插在伪电池300和端板之间，使得加热器400邻接伪电池300和端板，并且加热器400可以用于在冷启动时加热端电池220。换句话说，当加热器400打开时，来自加热器400的热量可以通过伪电池300传递至端电池220，以加热端电池220。典型的板状加热器400可以用作加热器400，但是本发明不由加热器400的类型和结构约束或限制。
参考图2和图3，伪电池300的第二气体扩散层330具有比第一气体扩散层232的热导率更高的热导率。该配置旨在最小化在冷启动时形成发电电池200的中间电池210和端电池220之间的温度上升率的差，并提高冷启动性和操作效率。换句话说，在相关技术中，即使加热器操作以在冷启动时加热端电池，由于伪电池设置在加热器和端电池之间，端电池处的温度上升率小于中间电池处的温度上升率。因此，用于燃料电池堆的冷启动时间增加了。
相比之下，根据本发明，由于形成伪电池300的第二气体扩散层330具有比发电电池200的第一气体扩散层232的热导率更高的热导率，可以提高与加热器400相邻的发电电池200的一部分(例如，端电池)处的温度上升率，从而获得最小化在冷启动时发电电池200的各区域之间的温度上升率的差并提高燃料电池堆100的冷启动性和操作效率的有益效果。
具有热导率比第一气体扩散层232更高的第二气体扩散层330可以基于所要求的条件和设计规范通过各种方法提供。作为示例，由于第二气体扩散层330具有比第一气体扩散层232的孔隙率更低的孔隙率，第二气体扩散层330可以具有比第一气体扩散层232的热导率更高的热导率。如上所述，当第二气体扩散层330具有高的热导率时，来自加热器400的热量可以更有效地传递至端电池220，从而增加端电池220处的温度上升率。
作为参考，第二气体扩散层330的有效热导率可以通过下面的等式1获得。
等式1
keff＝ksolid(1-∈)+kfluidε
其中，是固体热导率，/>是流体热导率，并且∈是孔隙率。(在这里，固体热导率＞流体(气体)热导率)
另外，参考图4，随着第二气体扩散层330的孔隙率减小(例如，第二气体扩散层的孔隙率变得低于第一气体扩散层的孔隙率)，第二气体扩散层330的有效热导率增加。因此，如图6中所示，随着第二气体扩散层330的孔隙率变得低于第一气体扩散层232的孔隙率，端电池220的温度增加。
作为参考，在本发明中，其中第二气体扩散层330的孔隙率低于第一气体扩散层232的孔隙率的该配置是指当面积和孔径保持相同时，第二气体扩散层330中的孔的分布小于第一气体扩散层232的孔的分布，或者当孔的面积和分布保持相同时，第二气体扩散层330中的孔的尺寸小于第一气体扩散层232中的孔的尺寸。
特别地，参考图5，第二气体扩散层330的孔隙率可以设置为第一气体扩散层232的孔隙率的10％至90％，从而获得维持第二气体扩散层330的缓冲性能并提高在冷启动时由加热器400引起的端电池220处的温度上升率的有益效果。
换句话说，如果相对于第一气体扩散层232的孔隙率的第二气体扩散层330的孔隙率大于第一气体扩散层232的孔隙率的90％，由于不能确保第二气体扩散层330的足够的热导率，难以在冷启动完成时将端电池220加热至足够的温度。相反地，如果相对于第一气体扩散层232的孔隙率的第二气体扩散层330的孔隙率小于第一气体扩散层232的孔隙率的10％，即使可以确保第二气体扩散层330的足够的热导性，第二气体扩散层330的结构缓冲性能(例如，结构刚性)也会劣化。因此，相对于第一气体扩散层232的孔隙率的第二气体扩散层330的孔隙率可以设置为第一气体扩散层232的孔隙率的10％至90％。
特别地，第二气体扩散层330的孔隙率可以设置为第一气体扩散层232的孔隙率的40％至60％。更特别地，第二气体扩散层330的孔隙率可以设置为大约第一气体扩散层232的孔隙率的50％。该配置是基于如下事实：如图5中所示，当第二气体扩散层330的孔隙率是第一气体扩散层232的孔隙率的50％时，端电池220的温度上升率迅速地改变。因此，当第二气体扩散层330的孔隙率设置为第一气体扩散层232的孔隙率的50％时，可以获得最大化端电池220处的温度上升率并减少增加端电池220的温度所要求的时间的有益效果。
例如，当第一气体扩散层232的孔隙率是90％并且第二气体扩散层330的孔隙率是第一气体扩散层232的孔隙率的50％时，第二气体扩散层330的孔隙率可以是大约45％(90％除以2等于45％)。如上所述，如图7中所示，第二气体扩散层330的孔隙率小于第一气体扩散层232的孔隙率，并且因此，可以增加在冷启动时的端电池220处的温度上升率，从而获得最小化端电池220和中间电池210之间的温度上升率的差的有益效果。
同时，图8是示出根据本发明的燃料电池堆中的第二气体扩散层的另一示例性实施例的视图，并且图9是示出根据本发明的燃料电池堆中的伪电池的另一示例性实施例的视图。此外，将用相同或对应的参考标号表示与上述配置中的部件相同和对应的部件，并且将省略它们的详细描述。
在以上描述和说明的本发明的示例性实施例中，描述了其中通过设置第二气体扩散层的孔隙率低于第一气体扩散层的孔隙率调节第二气体扩散层的热导率这一示例。然而，根据本发明的另一示例性实施例，通过调节第二气体扩散层330的厚度T2小于第一气体扩散层232的厚度，可以调节第二气体扩散层330的热导率。
参考图8，第二气体扩散层330具有比第一气体扩散层232的厚度更小的厚度(T2＜T1)。如上所述，通过将第二气体扩散层330的厚度形成为小于第一气体扩散层232的厚度，减少通过第二气体扩散层330的传热路径，从而可以获得提高第二气体扩散层330的传热性能并增加端电池220处的温度上升率的有益效果。
特别地，第二气体扩散层330的厚度T2可以设置为大约第一气体扩散层232的厚度T1的30％至70％。换句话说，如果第二气体扩散层330的厚度T2大于第一气体扩散层232的厚度T1的70％，由于不能充分地减少通过第二气体扩散层330的传热路径，可以难以在完成冷启动时将端电池220加热至足够的温度。
相反地，如果第二气体扩散层330的厚度T2小于大约第一气体扩散层232的厚度T1的30％，由于在基于图1的垂直方向(例如，与其中堆叠电池的方向垂直的方向)上的传热的增加，第二气体扩散层330的热阻增加，并且传热性能可以劣化。因此，第二气体扩散层330的厚度T2可以设置为大约第一气体扩散层232的厚度T1的30％至70％。
特别地，第二气体扩散层330的厚度T2可以设置为大约第一气体扩散层232的厚度T1的40％至60％。更特别地，第二气体扩散层330的厚度T2可以设置为大约第一气体扩散层232的厚度T1的50％。另外，根据本发明的另一示例性实施例，伪电池300可以包括彼此堆叠的多个非发电电池302、304和306。
参考图9，设置在发电电池200的***处的伪电池300可以包括彼此堆叠的多个非发电电池302、304和306。在下文中，将描述其中伪电池300包括第一非发电电池302、第二非发电电池304和第三非发电电池306彼此堆叠这一示例。在一些情况下，伪电池可以包括两个非发电电池或四个或更多个非发电电池。
返回参照图9，伪电池300可以包括第一非发电电池302、设置在第一非发电电池302的端部处的第二非发电电池304和设置在第二非发电电池304的端部处的第三非发电电池306。第二气体扩散层330可以包括：第三气体扩散层332，其包括在第一非发电电池302中并具有比第一气体扩散层232的孔隙率更低的孔隙率；第四气体扩散层334，其包括在第二非发电电池304中并具有比第三气体扩散层332的孔隙率更低的孔隙率；和第二气体扩散层中的第三层336(a third of second gas diffusion layer 336)，其包括在第三非发电电池306中并具有比第四气体扩散层334的孔隙率更低的孔隙率。
如上所述，经设置邻接发电电池200的第一非发电电池302的第三气体扩散层332具有最高孔隙率(例如，最低热导率)，并且经设置远离发电电池200的第三非发电电池306的第二气体扩散层中的第三层336具有最低孔隙率(例如，最高热导率)。因此，可以获得提高伪电池300的传热性能并最大化伪电池300的结构缓冲性能的有益效果。
虽然以上已经参考示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员可以理解的是，在不脱离本发明权利要求中公开的本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和改变。

Claims (12)

1.一种燃料电池堆，其包括：
发电电池，其包括第一气体扩散层；
伪电池，其设置在所述发电电池的端部，并包括热导率比所述第一气体扩散层的热导率高的第二气体扩散层；
端板，其固定在所述伪电池的端部；和
加热器，其插在所述伪电池和所述端板之间。
2.根据权利要求1所述的燃料电池堆，其中所述第二气体扩散层的孔隙率低于所述第一气体扩散层的孔隙率。
3.根据权利要求2所述的燃料电池堆，其中所述第二气体扩散层的孔隙率是所述第一气体扩散层的孔隙率的10％至90％。
4.根据权利要求3所述的燃料电池堆，其中所述第二气体扩散层的孔隙率是所述第一气体扩散层的孔隙率的40％至60％。
5.根据权利要求1所述的燃料电池堆，其中所述第二气体扩散层的热导率通过下式获得，
keff＝ksolid(1-∈)+kfluidε
其中，是固体热导率，/>是流体热导率，并且∈是孔隙率。
6.根据权利要求2所述的燃料电池堆，其中所述伪电池包括多个堆叠的非发电电池。
7.根据权利要求6所述的燃料电池堆，其中所述伪电池包括：
第一非发电电池；和
设置在所述第一非发电电池的端部的第二非发电电池，并且
其中所述第二气体扩散层包括：
第三气体扩散层，其包括在所述第一非发电电池中，并且孔隙率低于所述第一气体扩散层的孔隙率；和
第四气体扩散层，其包括在所述第二非发电电池中，并且孔隙率低于所述第三气体扩散层的孔隙率。
8.根据权利要求1所述的燃料电池堆，其中所述发电电池包括：
中间电池；和
端电池，其设置在所述中间电池的端部，并且所述伪电池设置在所述端电池和所述加热器之间。
9.根据权利要求8所述的燃料电池堆，其中所述伪电池的所述第二气体扩散层的热导率比位于所述发电电池中的所述第一气体扩散层的热导率高。
10.根据权利要求1所述的燃料电池堆，其中所述第二气体扩散层的厚度比所述第一气体扩散层的厚度小。
11.根据权利要求1所述的燃料电池堆，其中所述第二气体扩散层的厚度是所述第一气体扩散层的厚度的30％至70％。
12.根据权利要求11所述的燃料电池堆，其中所述第二气体扩散层的厚度是所述第一气体扩散层的厚度的40％至60％。
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