[發(fā)明專利]高溫質(zhì)子交換膜燃料電池膜電極及其制備方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201510509980.2 | 申請日： | 2015-08-19 |
| 公開（公告）號： | CN105024084A | 公開（公告）日： | 2015-11-04 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 劉曉為;脫艷景;張宇峰;張雪林 | 申請（專利權(quán)）人： | 哈爾濱工業(yè)大學(xué) |
| 主分類號： | H01M4/86 | 分類號： | H01M4/86;H01M4/88;H01M4/90 |
| 代理公司： | 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206 | 代理人： | 高媛 |
| 地址： | 150000 黑龍*** | 國省代碼： | 黑龍江;23 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 高溫 質(zhì)子 交換 燃料電池 電極 及其 制備 方法 | ||
1.一種高溫質(zhì)子交換膜燃料電池膜電極，由陽極擴散層、陽極催化層、質(zhì)子交換膜、陰極催化層、陰極擴散層組成，其特征在于所述陽極和陰極催化層由石墨烯氣凝膠、PTFE和Pt基催化劑混合制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫質(zhì)子交換膜燃料電池膜電極，其特征在于所述石墨烯氣凝膠的制備方法如下：通過水熱法直接將由氧化石墨水分散液制的石墨烯氣凝膠。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫質(zhì)子交換膜燃料電池膜電極，其特征在于所述石墨烯氣凝膠和PTFE的總重量與Pt基催化劑的質(zhì)量比為1/4-1/10，石墨烯氣凝膠與PTFE的質(zhì)量比為2:1-10:1。
4.一種權(quán)利要求1所述高溫質(zhì)子交換膜燃料電池膜電極的制備方法，其特征在于所述方法步驟如下：
一、陰極和陽極擴散層的制備過程；
二、陽極催化層的制備過程：
????取一定量的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%，與純水混合，超聲振蕩，然后加入適量的石墨烯氣凝膠納米顆粒和少量的PTFE溶液，再加入適量的異丙醇溶液，控制石墨烯氣凝膠和PTFE的總重量與PtRu/C催化劑的質(zhì)量比為1/4-1/10，石墨烯氣凝膠與PTFE的質(zhì)量比為2:1-10:1，超聲波振蕩、磁力攪拌至形成均勻的陽極催化劑漿料；
將陽極催化劑漿料均勻涂到陽極擴散層上，烘干后就得到陽極催化層；
三、陰極催化層的制備過程：
稱量一定量的Pt/C催化劑，其中Pt占催化劑總重量的35%-85%，加入適量超純水混合，超聲振蕩，然后加入石墨烯氣凝膠、PTFE溶液和適量異丙醇，其中石墨烯氣凝膠和PTFE總質(zhì)量與Pt/C混合物的質(zhì)量比為1/4-1/10，石墨烯氣凝膠與PTFE的質(zhì)量比為2:1-10:1，超聲波振蕩、磁力攪拌至形成均勻的陰極催化劑漿料；
將陰極催化劑漿料刷涂或者噴涂到陰極擴散層表面上，烘干即可得到陰極催化層；
四、質(zhì)子交換膜的處理過程；
五、膜電極熱壓過程。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高溫質(zhì)子交換膜燃料電池膜電極的制備方法，其特征在于所述陽極催化層Pt載量為1-4mg/?cm2。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高溫質(zhì)子交換膜燃料電池膜電極的制備方法，其特征在于所述陰極催化層Pt載量為3-6mg/?cm2。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高溫質(zhì)子交換膜燃料電池膜電極的制備方法，其特征在于所述陽、陰極擴散層的載量為2-7mg.cm-2。
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