[發明專利]直接甲醇燃料電池高效膜電極的制備方法

無效

• 申請號: 201210568646.0
• 申請日: 2012-12-25
• 公開（公告）號: CN103000912A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 王新東;劉桂成;王萌;王一拓;周紅偉;劉高陽;姜穎;蔣鉅明;吳旭蘋;彭冰霜
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: H01M4/88
• 分類號: H01M4/88
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

1.直接甲醇燃料電池高效膜電極的制備方法，其特征在于包括如下過程：

1）陰陽極催化劑分別選用PtRu?black和Pt?black，催化劑載量均為2～4mg/cm²，采用5wt.%Nafion溶液做粘結劑，（異）丙醇和高純水作分散劑，在惰性氣體氛圍中混合成催化劑漿料，然后超聲分散直到均勻；將轉移介質PTFE薄膜固定在加熱超聲噴涂系統裝置的負壓吸盤上，控制加熱板到某一溫度值，采用惰性氣體為動力源將催化劑漿料超聲噴涂到轉移介質PTFE薄膜上，自然晾干，形成催化層。

2）將載有催化層的PTFE薄膜置于負壓吸盤加熱器上，并加熱到50~80℃，采用惰性氣體為動力源將0.3~0.6mg/cm²的Nafion溶液超聲噴涂到催化層靠近質子交換膜的一側；

3）將催化層置于預處理過Nafion膜兩側，在6~8MPa壓力、120~135℃下熱壓2~5分鐘，揭掉PTFE薄膜后得到催化層和膜的復合體，再將疏水處理的碳布置于該復合體兩側，成型制得膜電極。

2.如權利要求1所述的直接甲醇燃料電池高效膜電極的制備方法，其特征在于，步驟1）中加熱板材質為銅或不銹鋼，且垂直于噴涂平臺。

3.如權利要求1所述的直接甲醇燃料電池高效膜電極的制備方法，其特征在于，步驟1）加熱板在噴涂平臺的投影形狀與催化層形狀一致，且加熱板投影距噴涂面的邊緣距離0.5cm~2cm。

4.如權利要求1所述的直接甲醇燃料電池高效膜電極的制備方法，其特征在于，步驟1）中控制加熱板到某一溫度值的范圍是45℃~60℃。

5.如權利要求1所述的直接甲醇燃料電池高效膜電極的制備方法，其特征在于，步驟1）催化劑漿料中5wt.%Nafion固含量擔載量與異丙醇和二次蒸餾水的質量比為1：（261~405）：（13.5~25.8）。

6.如權利要求1所述的直接甲醇燃料電池高效膜電極的制備方法，其特征在于，負壓吸盤中起吸附轉移介質作用的組件為多孔碳板。

7.如權利要求1所述的直接甲醇燃料電池高效膜電極的制備方法，其特征在于，步驟1）中所述超聲分散采用的是超聲波細胞粉碎機。

8.如權利要求1所述的直接甲醇燃料電池高效膜電極的制備方法，其特征在于，所述超聲噴涂系統是Sono-tek燃料電池膜電極超聲噴涂系統。

9.如權利要求1所述的直接甲醇燃料電池高效膜電極的制備方法，其特征在于，所述的惰性氣體為氮氣或者氬氣。