[發明專利]一種質子交換膜燃料電池的催化劑涂層膜電極的制備方法

有效

• 申請號: 200910013254.6
• 申請日: 2009-08-18
• 公開（公告）號: CN101667643A
• 公開（公告）日: 2010-03-10
• 發明（設計）人: 邢丹敏;張可;侯中軍;宋書范;張玉海
• 申請（專利權）人: 新源動力股份有限公司
• 主分類號: H01M4/88
• 分類號: H01M4/88;H01M8/02
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司
• 代理人: 高永德

1.一種質子交換膜燃料電池的催化劑涂層膜電極的制備方法，包括質子交換膜的Na⁺型化處理、電極漿料的配制、電極漿料的涂敷和對涂敷有電極漿料的質子交換膜的后處理，制得催化劑涂層膜電極(CCM)；質子交換膜的Na⁺型化處理包括；將質子交換膜在80℃的1％NaOH溶液中浸泡1小時，取出，用去離子水沖洗干凈，再在80℃的去離子水中浸1小時，將膜取出，室溫干燥；所述涂敷有電極漿料的質子交換膜的后處理包括：將涂敷有電極漿料的質子交換膜放在氮氣保護爐中進行熱處理，處理溫度在100～250℃之間，時間為0.5～4小時，然后將經過熱處理的涂有電極漿料的質子交換膜在80℃的0.5M的H₂SO₄溶液中浸泡1小時，用去離子水沖洗3遍，然后在80℃的去離子水中浸泡1小時，取出，室溫干燥；其特征在于所述電極漿料的配制包括：稱取一定量的催化劑、質子交換樹脂、造孔劑、疏水劑和分散劑置于稱量瓶中，其中所述催化劑是10～80％wt的Pt/C、PtRu/C、Pt黑或PtRu黑催化劑中的一種；所述質子交換樹脂是全氟或部分氟化磺酸樹脂或非氟的磺酸樹脂中的一種；所述造孔劑是草酸銨、尿素、碳酸銨和碳酸鋰中的一種；所述疏水劑為聚四氟乙烯、偏四氟乙烯或聚乙烯；所述分散劑為無水乙醇或異丙醇；催化劑與質子交換樹脂的質量比為2∶1～5∶1，催化劑與造孔劑的質量比為1∶1～5∶1，疏水劑的添加量為催化劑質量的2～20％，催化劑與分散劑的質量比為1∶100～1∶500，將上述物料放在超聲波發生器中超聲攪拌10～60min，形成電極漿料；所述電極漿料的涂敷包括：將Na⁺型化后的質子交換膜平放在真空熱臺上，真空熱臺的溫度為50～120℃，真空熱臺的真空度控制在0～-0.1MPa之間，將配制好的電極漿料在真空熱臺的溫度和真空度的環境下均勻地噴涂在質子交換膜上，質子交換膜的一側面噴涂完成后，翻轉質子交換膜，對另一側面噴涂。