[發(fā)明專利]催化劑涂布膜,包括它的膜電極組件,其制備方法,及包括該膜電極組件的燃料電池有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 200710001423.5 | 申請(qǐng)日： | 2007-01-08 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN101222049A | 公開（公告）日： | 2008-07-16 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 樸燦鎬;李雪娥;張赫;金之來(lái);劉大鐘;朱相熏 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 三星SDI株式會(huì)社 |
| 主分類號(hào)： | H01M4/86 | 分類號(hào)： | H01M4/86;H01M8/02;H01M4/92;H01M4/90;B01J23/40;B01J23/52;B01J32/00;H01M4/88;H01M8/10 |
| 代理公司： | 北京市柳沈律師事務(wù)所 | 代理人： | 宋莉 |
| 地址： | 韓國(guó)*** | 國(guó)省代碼： | 韓國(guó);KR |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 催化劑 涂布膜 包括 電極 組件 制備 方法 燃料電池 | ||
1.一種催化劑涂布膜(CCM)，其包括：
陽(yáng)極催化劑層，其具有由非擔(dān)載催化劑構(gòu)成的陽(yáng)極第一催化劑層和由擔(dān)載催化劑層構(gòu)成的陽(yáng)極第二催化劑層；
陰極催化劑層，其是由擔(dān)載催化劑層構(gòu)成的；及
置于陽(yáng)極催化劑層和陰極催化劑層之間的電解質(zhì)膜，
其中該陽(yáng)極催化劑層的陽(yáng)極第一催化劑層與電解質(zhì)膜相鄰布置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的催化劑涂布膜，其中該陽(yáng)極催化劑層的陽(yáng)極第一催化劑層的非擔(dān)載催化劑包括至少一種選自鉑(Pt)、釕(Ru)、鉑-釕合金(PtRu)、鈀(Pd)、銠(Rh)、銥(Ir)、鋨(Os)和金(Au)中的金屬。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的催化劑涂布膜，其中該陽(yáng)極催化劑層的陽(yáng)極第二催化劑層的擔(dān)載催化劑包括至少一種選自鉑(Pt)、釕(Ru)、鉑-釕合金(PtRu)、鈀(Pd)、銠(Rh)、銥(Ir)、鋨(Os)和金(Au)中的金屬的金屬顆粒，該金屬顆粒被至少一種選自微孔活性碳和介孔碳(MC)中的碳擔(dān)體擔(dān)載。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的催化劑涂布膜，其中該陽(yáng)極催化劑層的陽(yáng)極第一催化劑層為非擔(dān)載的PtRu催化劑層，而該陽(yáng)極催化劑層的陽(yáng)極第二催化劑層為擔(dān)載的PtRu/MC催化劑層，以及該陰極催化劑層為擔(dān)載的Pt/MC催化劑層。
5.一種膜電極組件(MEA)，其包括：
包括陽(yáng)極催化劑層、陽(yáng)極擴(kuò)散層和襯底層的陽(yáng)極，該陽(yáng)極催化劑層具有由非擔(dān)載催化劑構(gòu)成的陽(yáng)極第一催化劑層和由擔(dān)載催化劑構(gòu)成的陽(yáng)極第二催化劑層；
包括陰極催化劑層、陰極擴(kuò)散層和襯底層的陰極，該陰極催化劑層由擔(dān)載催化劑構(gòu)成；及
置于陽(yáng)極和陰極之間的電解質(zhì)膜；
其中該陽(yáng)極催化劑層的陽(yáng)極第一催化劑層與電解質(zhì)膜相鄰布置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的膜電極組件，其中該陽(yáng)極催化劑層的陽(yáng)極第一催化劑層的非擔(dān)載催化劑包括至少一種選自鉑(Pt)、釕(Ru)、鉑-釕合金(PtRu)、鈀(Pd)、銠(Rh)、銥(Ir)、鋨(Os)和金(Au)中的金屬。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的膜電極組件，其中該陽(yáng)極催化劑層的陽(yáng)極第二催化劑層的擔(dān)載催化劑包括至少一種選自鉑(Pt)、釕(Ru)、鉑-釕合金(PtRu)、鈀(Pd)、銠(Rh)、銥(Ir)、鋨(Os)和金(Au)中的金屬的金屬顆粒，該金屬顆粒被至少一種選自微孔活性碳和介孔碳(MC)中的碳擔(dān)體擔(dān)載。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的膜電極組件，其中該陽(yáng)極催化劑層的陽(yáng)極第一催化劑層為非擔(dān)載的PtRu催化劑層，而該陽(yáng)極催化劑層的陽(yáng)極第二催化劑層為擔(dān)載的PtRu/MC催化劑層，以及該陰極催化劑層為擔(dān)載的Pt/MC催化劑層。
9.一種制備膜電極組件的方法，該方法包括：
(a)在支撐膜上涂布用于形成陰極催化劑層的組合物，該組合物包含擔(dān)載催化劑、離子導(dǎo)電粘結(jié)劑和溶劑，然后干燥所得產(chǎn)物以在支撐膜上形成陰極催化劑層；
(b)在支撐膜上涂布用于形成陽(yáng)極第二催化劑層的組合物，該組合物包含擔(dān)載催化劑、離子導(dǎo)電粘結(jié)劑和溶劑，然后干燥所得產(chǎn)物以形成陽(yáng)極第二催化劑層，及在陽(yáng)極第二催化劑層上涂布用于形成陽(yáng)極第一催化劑層的組合物，該組合物包含非擔(dān)載催化劑、離子導(dǎo)電粘結(jié)劑和溶劑，然后干燥所得產(chǎn)物以形成陽(yáng)極第一催化劑層；
(c)將電解質(zhì)膜放置在形成于支撐膜上的陰極催化劑層與形成于陽(yáng)極第二催化劑層上的陽(yáng)極第一催化劑層之間，熱壓所得到的組件；
(d)從所得到的熱壓組件的陰極催化劑層側(cè)和陽(yáng)極第二催化劑層側(cè)剝離支撐膜，得到催化劑涂布膜(CCM)；及
(e)依次將陰極擴(kuò)散層和襯底層層壓在CCM的陰極催化劑層的暴露表面上，依次將陽(yáng)極擴(kuò)散層和襯底層層壓在陽(yáng)極第二催化劑層的暴露表面上，并熱壓所得到的組件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中，(c)中的熱壓過(guò)程是在80～150℃的溫度和2～10噸的壓力下進(jìn)行的。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中，(e)中的熱壓過(guò)程是在80～150℃的溫度和2～10噸的壓力下進(jìn)行的。
12.一種燃料電池，其包括權(quán)利要求5～8中任一項(xiàng)的膜電極組件。
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