[發明專利]燃料電池有序化多孔納米纖維單電極、膜電極及制備方法

有效

• 申請號: 201310380083.7
• 申請日: 2013-08-27
• 公開（公告）號: CN103413947A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 木士春;張建;蘇昊;張瀟;龔雪;姜玉林;陳旭;潘牧
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: H01M4/86
• 分類號: H01M4/86;H01M4/88;H01M8/02;B82Y30/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

1.燃料電池有序化多孔納米纖維單電極，包括有氣體擴散層，其特征在于：在氣體擴散層材料一側沉積有多孔聚合物納米纖維薄膜，所述的多孔聚合物納米纖維薄膜的納米纖維表面均勻沉積一層具有催化活性的金屬納米粒子，形成多孔單電極，所述的多孔聚合物納米纖維的成分為可以電紡的純高分子聚合物或者共紡高分子聚合物。

2.根據權利要求1所述的燃料電池有序化多孔納米纖維單電極，其特征在于：所述的氣體擴散層材料為親水的碳紙或碳布，或是經聚四氟乙烯疏水處理的碳紙或碳布。

3.根據權利要求2所述的燃料電池有序化多孔納米纖維單電極，其特征在于經聚四氟乙烯疏水處理的碳紙或碳布的具體制備步驟如下：將碳紙浸入到聚四氟乙烯疏水劑中，時間為5～10分鐘，并在340～350℃下煅燒20～30分鐘，其中聚四氟乙烯疏水劑的固含量為10wt％～30wt％。

4.根據權利要求3所述的燃料電池有序化多孔納米纖維單電極，其特征在于氣體擴散層一側預先涂覆由聚四氟乙烯和導電納米碳黑混合而成的微孔層，聚四氟乙烯含量為10～30wt％，經350℃下煅燒20～30min后成型。

5.根據權利要求1所述的燃料電池有序化多孔納米纖維單電極，其特征在于：所述的純高分子聚合物為聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚丙烯晴、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯或聚氨酯。

6.根據權利要求1所述的燃料電池有序化多孔納米纖維單電極，其特征在于：所述的共紡高分子聚合物為聚偏氟乙烯/聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯/聚氨酯、聚偏二氟乙烯/六氟丙烯、聚苯胺/聚苯乙烯、聚苯胺/聚環氧乙烷、聚苯胺/聚甲基丙烯酸甲酯、Nafion/聚偏氟乙烯、Nafion/聚四氟乙烯、Nafion／聚環氧乙烷、Nafion／聚乙烯醇。

7.根據權利要求5或6所述的燃料電池有序化多孔納米纖維單電極，其特征在于：所述的純高分子聚合物或共紡高分子聚合物納米纖維直徑小于500nm。

8.根據權利要求7所述的燃料電池有序化多孔納米纖維單電極，其特征在于：所述的純高分子聚合物或者共紡高分子聚合物納米纖維直徑50～250nm。

9.根據權利要求1所述的燃料電池有序化多孔納米纖維單電極，其特征在于：所述的多孔聚合物納米纖維薄膜厚度小于20μm。

10.根據權利要求9所述的燃料電池有序化多孔納米纖維單電極，其特征在于：所述的多孔聚合物納米纖維薄膜厚度1～10μm。