[發(fā)明專利]固體聚合物電解質(zhì)膜電極氫水發(fā)生裝置及制備方法和應(yīng)用在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710128365.6 | 申請日： | 2017-03-06 |
| 公開（公告）號： | CN106868531A | 公開（公告）日： | 2017-06-20 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 姚川;付華峰;張時星;孫紅;張森;羅超偉;陳佳盈;邢麗花 | 申請（專利權(quán)）人： | 許昌學院 |
| 主分類號： | C25B1/10 | 分類號： | C25B1/10;C25B13/08;C25B11/04;C02F1/461;C02F1/68 |
| 代理公司： | 西安銘澤知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)61223 | 代理人： | 潘宏偉 |
| 地址： | 461000 河*** | 國省代碼： | 河南;41 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 固體 聚合物 電解 質(zhì)膜 電極 水發(fā) 裝置 制備 方法 應(yīng)用 | ||
1.一種固體聚合物電解質(zhì)膜電極氫水發(fā)生裝置，其特征在于，包括氫水發(fā)生單元、氧氣導出管和封裝元件，所述氫水發(fā)生單元包括由下往上依次設(shè)置的氧析出集流片、固體聚合物電解質(zhì)膜和氫析出集流片，所述封裝元件用于封裝所述氫水發(fā)生單元，所述氧氣導出管用于將電解產(chǎn)生的氧氣導流至大氣環(huán)境中；
與所述氧析出集流片相對的固體聚合物電解質(zhì)膜一側(cè)表面通過具有質(zhì)子傳導功能的粘接劑涂覆有析氧催化劑層，與所述氫析出集流片相對的固體聚合物電解質(zhì)膜一側(cè)表面通過具有質(zhì)子傳導功能的粘接劑涂覆有析氫催化劑層，所述析氫催化劑為納米鉑黑、碳載鉑、納米銥、碳載銥中的任意一種，所述析氧催化劑為納米銥、納米氧化銥、納米鉑、納米氧化鉑、納米釕、納米二氧化釕中的任意一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體聚合物電解質(zhì)膜電極氫水發(fā)生裝置，其特征在于，所述氫析出集流片為負極極片，所述氫析出集流片的基底為鈦或鈦合金材質(zhì)，開孔率為40～80％。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固體聚合物電解質(zhì)膜電極氫水發(fā)生裝置，其特征在于，所述氫析出集流片表面還修飾有一層金屬，所述金屬為鉑、銥、鈀、釕的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體聚合物電解質(zhì)膜電極氫水發(fā)生裝置，其特征在于，所述氧析出集流片為正極極片，所述氧析出集流片的基底為鈦或鈦合金材質(zhì)，開孔率為40～80％。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的固體聚合物電解質(zhì)膜電極氫水發(fā)生裝置，其特征在于，所述氧析出集流片表面還修飾有一層金屬，所述金屬為鉑、銥、鈀、釕的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體聚合物電解質(zhì)膜電極氫水發(fā)生裝置，其特征在于，所述析氫催化劑層和所述粘接劑按照質(zhì)量比1：0.5～2.0的比例混合后，涂覆于所述固體聚合物電解質(zhì)膜一側(cè)表面，固體聚合物電解質(zhì)膜上單位面積的催化劑擔載量為0.5～4mg/cm2。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的固體聚合物電解質(zhì)膜電極氫水發(fā)生裝置，其特征在于，所述析氧催化劑層和所述粘接劑按照質(zhì)量比1：0.5～2.0的比例混合后，涂覆于所述固體聚合物電解質(zhì)膜另一側(cè)表面，固體聚合物電解質(zhì)膜上單位面積的催化劑擔載量為0.5～5mg/cm2。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體聚合物電解質(zhì)膜電極氫水發(fā)生裝置的制備方法，其特征在于，具體按照如下步驟實施：
S1：將析氫催化劑混以具有質(zhì)子傳導功能的粘接劑涂覆于固體聚合物電解質(zhì)膜電極一側(cè)，析氫催化劑與粘接劑按照質(zhì)量比1：0.5～2.0的比例混合，固體聚合物電解質(zhì)膜上單位面積的催化劑擔載量為0.5～4mg/cm2；
S2：將析氧催化劑混以具有質(zhì)子傳導功能的粘接劑涂覆于固體聚合物電解質(zhì)膜另外一側(cè)，析氧催化劑與粘接劑按照質(zhì)量比1：0.5～2.0的比例混合；固體聚合物電解質(zhì)膜上單位面積的催化劑擔載量為0.5～5mg/cm2；
S3：將涂覆有催化劑的固體聚合物電解質(zhì)膜在120～180℃，1～5Mpa條件下熱壓2～5min后取出，自然冷卻后裁剪至所需形狀；
S4：按照自下而上的裝配順序裝配氧析出集流片、固體聚合物電解質(zhì)膜和氫析出集流片，得到氫水發(fā)生單元，將所述氫水發(fā)生單元用封裝元件進行密封，并設(shè)置將電解產(chǎn)生的氧氣導流至大氣環(huán)境中的氧氣導出管。
9.一種如權(quán)利要求1～7任一項所述的固體聚合物電解質(zhì)膜電極氫水發(fā)生裝置在富氫水杯中的應(yīng)用。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，將所述固體聚合物電解質(zhì)膜電極氫水發(fā)生裝置安置于杯子底部，氫析出集流片與杯中的水接觸；外電路對所述固體聚合物電解質(zhì)膜電極氫水發(fā)生裝置供給直流電，氧析出集流片接正極，氫析出集流片接負極，供給的直流電壓范圍為3.7～5.5V。
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