[發(fā)明專(zhuān)利]無(wú)極板微型甲醇燃料電池膜電極及其制備方法無(wú)效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201210521762.7 | 申請(qǐng)日： | 2012-12-07 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN103022515A | 公開(kāi)（公告）日： | 2013-04-03 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 張雪林;李洋;張宇峰;劉曉為;金憾塵;沈騫 | 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人： | 哈爾濱工業(yè)大學(xué) |
| 主分類(lèi)號(hào)： | H01M4/88 | 分類(lèi)號(hào)： | H01M4/88;H01M8/02 |
| 代理公司： | 暫無(wú)信息 | 代理人： | 暫無(wú)信息 |
| 地址： | 150000 黑龍*** | 國(guó)省代碼： | 黑龍江;23 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 極板 微型 甲醇 燃料電池 電極 及其 制備 方法 | ||
1.無(wú)極板微型甲醇燃料電池膜電極，由陽(yáng)極半電極、質(zhì)子交換膜（4）和陰極半電極組成，其特征在于所述陽(yáng)極半電極為由陽(yáng)極不銹鋼氈（1）、陽(yáng)極微孔層（2）、陽(yáng)極催化層（3）組成的陽(yáng)極不銹鋼氈半電極，陽(yáng)極催化層（3）位于質(zhì)子交換膜（4）的左側(cè)，陽(yáng)極催化層（3）的左側(cè)依次為陽(yáng)極微孔層（2）和陽(yáng)極不銹鋼氈（1），所述陰極半電極為由陰極催化層（5）、陰極微孔層（6）和陰極不銹鋼氈（7）組成的陰極不銹鋼氈半電極，陰極催化層（5）位于質(zhì)子交換膜（4）的右側(cè)，陰極催化層（5）的右側(cè)依次為陰極微孔層（6）和陰極不銹鋼氈（7）。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)極板微型甲醇燃料電池膜電極，其特征在于所述不銹鋼氈可以用其他金屬編織物、金屬氧化物編織物或?qū)щ娋酆衔锞幙椢锾娲?/p>
3.一種無(wú)極板微型甲醇燃料電池膜電極的制備方法，其特征在于所述方法包括如下步驟：
（1）將不銹鋼氈裁成矩形并清洗；
（2）將PTFE加入乙二醇溶劑中超聲震蕩，隨后加入5~9倍于PTFE質(zhì)量的碳粉，充分混合后將微孔層漿料刮涂于不銹鋼氈表面方形區(qū)域，并烘干；
（3）稱(chēng)量一定量的PtRu/C催化劑，其中Pt、Ru原子比為1:1~1:2，PtRu占催化劑總重量的60~90%，加水使催化劑完全濕潤(rùn)，然后加入一定量的Nafion水溶液充分混合，控制Nafion與PtRu/C混合物的質(zhì)量比為1/3~1/9，隨后將陽(yáng)極催化劑漿料涂抹于微孔層表面，并烘干，制得陽(yáng)極不銹鋼氈半電極；
（4）稱(chēng)量一定量的Pt/C催化劑，其中Pt占催化劑總重量的40~80%，加水使催化劑完全濕潤(rùn)，然后加入一定量的Nafion水溶液充分混合，控制Nafion與Pt/C混合物的質(zhì)量比為1/3~1/9，隨后將陰極催化劑漿料涂抹于微孔層表面，并烘干，制得陰極不銹鋼氈半電極；
（5）然后將陽(yáng)極不銹鋼氈半電極、質(zhì)子交換膜和陰極不銹鋼氈半電極在100~145℃、15~20Mpa條件下熱壓成一體，得到無(wú)極板微型甲醇燃料電池膜電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)極板微型甲醇燃料電池膜電極的制備方法，其特征在于所述微孔層總增重為4~8mg/cm2。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)極板微型甲醇燃料電池膜電極的制備方法，其特征在于所述陽(yáng)極催化層增重為5~10mg/?cm2。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)極板微型甲醇燃料電池膜電極的制備方法，其特征在于所述陰極催化層增重為5~10mg/?cm2。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)極板微型甲醇燃料電池膜電極的制備方法，其特征在于所述方法包括如下步驟：
（1）不銹鋼氈的剪裁、清洗：
將不銹鋼氈裁成與夾具大小相符的矩形，用超純水超聲波清洗去除水溶性污物，再用無(wú)水乙醇溶液超聲波清洗去除有機(jī)物表面污物，隨后烘干；
（2）微孔層漿料的配制：
將一定量的PTFE加入乙二醇溶劑中并超聲震蕩，隨后將5~9倍于PTFE質(zhì)量的碳粉加入，并加入適量乙二醇，使碳粉完全被浸沒(méi)，充分混合；
（3）陽(yáng)極催化劑漿料的配制：
稱(chēng)量一定量的PtRu/C催化劑，其中Pt、Ru原子比為1:1，PtRu占總重量的60%，加水使催化劑完全濕潤(rùn)，然后加入一定量的Nafion水溶液充分混合，控制Nafion與PtRu/C混合物的質(zhì)量比為1/5；
（4）陰極催化劑漿料的配制：
稱(chēng)量一定量的Pt/C催化劑，其中Pt占總重量的40%，加水使催化劑完全濕潤(rùn)，然后加入一定量的Nafion水溶液充分混合，控制Nafion與Pt/C混合物的質(zhì)量比為1/5；
（5）膜電極的制備：
分別將微孔層漿料各刮涂于一片矩形不銹鋼氈上，每一次刮涂前先烘干再進(jìn)行下一次刮涂，直至微孔層總增重達(dá)到4~8mg/cm2；隨后將陽(yáng)極和陰極催化劑漿料分別涂抹或噴涂于兩片經(jīng)過(guò)處理的涂覆了微孔層的不銹鋼氈片上，使之分別增重5~10mg/?cm2，形成陽(yáng)極不銹鋼氈半電極和陰極不銹鋼氈半電極；將陽(yáng)極不銹鋼氈半電極、質(zhì)子交換膜和陰極不銹鋼氈半電極在135℃、15~20Mpa的條件下熱壓成一體。
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