[發明專利]聚合物電解質膜燃料電池的電極和使用其形成膜電極組件的方法

有效

• 申請號: 201010180495.2
• 申請日: 2010-05-14
• 公開（公告）號: CN102082275A
• 公開（公告）日: 2011-06-01
• 發明（設計）人: 黃仁哲;權落顯;李在承
• 申請（專利權）人: 現代自動車株式會社
• 主分類號: H01M4/86
• 分類號: H01M4/86;H01M4/90;H01M4/88
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳;李巍

1.一種聚合物電解質膜燃料電池的電極，所述電極包括：

相對于100重量份催化劑，20至80重量份的氫離子導電聚合物電解質粘合劑；

1至60重量份的碳納米纖維；和

1至20重量份的自由基抑制劑。

2.如權利要求1所述的電極，其中所述碳納米纖維包括選自碳納米管、碳納米線、碳納米角和碳納米環的至少一種，其直徑為5至100納米。

3.如權利要求1所述的電極，其中所述自由基抑制劑具有2至60納米的平均粒徑，并包括選自氧化鈰、氧化鋯、氧化錳、氧化鋁、氧化釩及其混合物的至少一種。

4.如權利要求1所述的電極，其中所述催化劑是負載在催化劑載體上的鉑或鉑合金催化劑，所述催化劑載體包括選自碳粉、炭黑、乙炔黑、科琴黑、活性炭、碳納米管、碳納米纖維、碳納米線、碳納米角、碳氣凝膠、碳冷凍凝膠和碳納米環的至少一種。

5.如權利要求4所述的電極，其中所述鉑或鉑合金催化劑含有5至80重量％的鉑。

6.一種形成膜電極組件的方法，所述方法包括：

制備用于形成燃料電池電極的催化劑漿料；

向所述催化劑漿料中加入相對于100重量份催化劑為1至60重量份的碳納米纖維，所述碳納米纖維為漿料狀態；

向所述催化劑漿料中加入相對于100重量份催化劑為1至20重量份的自由基抑制劑，所述自由基抑制劑為固態；

將通過向所述催化劑漿料中加入漿料狀態的所述碳納米纖維和固態的所述自由基抑制劑并攪拌該混合物而制備的最終催化劑漿料進行干燥，由此形成電極；和

將干燥的電極熱壓到聚合物膜上。

7.如權利要求6所述的方法，其中所述碳納米纖維是相對于100重量份催化劑以1至60重量份的量加入的碳納米管，并且所述自由基抑制劑是相對于100重量份催化劑以1至20重量份的量加入的鈰鋯氧化物。

8.如權利要求6所述的方法，進一步包括

用行星式球磨機粉碎所述催化劑漿料以便使催化劑的粒徑更小和更均勻。

9.如權利要求6所述的方法，其中所述的最終催化劑漿料具有5至30重量％的固含量，所述固含量為催化劑、碳納米纖維、自由基抑制劑和離聚物的總和。

10.如權利要求6所述的方法，其中在100至180℃的溫度和50至300kgf的壓力下進行熱壓0.5至30分鐘。