[發明專利]一種質子交換膜燃料電池用石墨烯基氣體擴散電極及其制備方法

在審

• 申請號: 201710128148.7
• 申請日: 2017-03-06
• 公開（公告）號: CN107342431A
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 周游;劉建國;陳志玲;李雨馨
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: H01M8/10
• 分類號: H01M8/10;H01M8/1004;H01M4/86;H01M4/90;H01M4/92;H01M4/88
• 代理公司: 南京申云知識產權代理事務所(普通合伙)32274
• 代理人: 邱興天

1.一種質子交換膜燃料電池用石墨烯基氣體擴散電極，其特征在于，其包含Pt納米薄膜、還原氧化石墨烯層和碳紙三部分，還原氧化石墨烯層位于Pt納米薄膜與碳紙之間，對碳紙的孔隙覆蓋率達80％～98％。

2.根據權利要求1所述的質子交換膜燃料電池用石墨烯基氣體擴散電極，其特征在于，所述的Pt納米薄膜厚度達5～20nm。

3.權利要求1或2所述的質子交換膜燃料電池用石墨烯基氣體擴散電極的制備方法，其特征在于，用Hummers法配制得到氧化石墨溶液；將氧化石墨溶液進行稀釋，用吸管吸取氧化石墨溶液，滴涂在碳紙上，然后把碳紙放入烘箱中進行烘干；將烘干后的碳紙放入管式爐中，通入氫氬混合氣，進行高溫燒結，使氧化石墨熱還原成還原氧化石墨烯；利用直流磁控濺射的方法，將Pt濺射到還原氧化石墨烯覆蓋的碳紙上，即得所述氣體擴散電極。

4.根據權利要求3所述的質子交換膜燃料電池用石墨烯基氣體擴散電極的制備方法，其特征在于，將氧化石墨溶液進行稀釋后溶液濃度為0.5～2mg/ml。

5.根據權利要求3所述的質子交換膜燃料電池用石墨烯基氣體擴散電極的制備方法，其特征在于，所述的烘干溫度為40～80℃，時間為30～60min。

6.根據權利要求3所述的質子交換膜燃料電池用石墨烯基氣體擴散電極的制備方法，其特征在于，所述的氫氬混合氣中氫氣濃度為5％～10％。

7.根據權利要求3所述的質子交換膜燃料電池用石墨烯基氣體擴散電極的制備方法，其特征在于，所述的高溫燒結溫度為500～800℃，時間為1～2h。

8.根據權利要求3所述的質子交換膜燃料電池用石墨烯基氣體擴散電極的制備方法，其特征在于，所述的直流磁控濺射，直流電流0.05～0.2A，氬氣流量30～50sccm，基底與靶材距離15～20cm。

9.一種質子交換膜燃料電池用陽極氣體擴散電極，其特征在于：按Pt：Nafion質量比4:1，加入質量分數5％的Nafion溶液，用靜電噴涂的方式，將Pt/C催化劑噴涂在權利要求1或2所述的氣體擴散電極上作為陽極氣體擴散電極。