[發明專利]碳氣凝膠作為陰極吸水層在微型直接甲醇燃料電池膜電極中的應用

在審

• 申請號: 201811613526.1
• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN109713319A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 張宇峰;張雪林;劉曉為;侯陳鋆
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H01M4/86
• 分類號: H01M4/86;H01M4/88;H01M8/04291
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

1.一種碳氣凝膠作為陰極吸水層在微型直接甲醇燃料電池膜電極中的應用。

2.根據權利要求1所述的碳氣凝膠作為陰極吸水層在微型直接甲醇燃料電池膜電極中的應用，其特征在于所述微型直接甲醇燃料電池的膜電極結構包括：陽極擴散層、陽極催化層、質子交換膜、陰極催化層和陰極擴散層，碳氣凝膠陰極吸水層位于陰極催化層與質子交換膜之間。

3.根據權利要求2所述的碳氣凝膠作為陰極吸水層在微型直接甲醇燃料電池膜電極中的應用，其特征在于所述碳氣凝膠陰極吸水層的制備方法如下：將碳氣凝膠與鉑黑的混合物溶解于乙醇溶液中，加入Nafion溶液，混合均勻；將混合物噴涂在陰極催化層表面，烘干，得到帶有碳氣凝膠吸水層的陰極擴散電極。

4.根據權利要求3所述的碳氣凝膠作為陰極吸水層在微型直接甲醇燃料電池膜電極中的應用，其特征在于所述碳氣凝膠的制備步驟如下：

步驟一、取2～5ml的質量分數為5％的氧化石墨烯于潔凈的燒杯中，加入8～20ml的去離子水、0.2～0.6g的間苯二酚與0.15～0.75ml的甲醛，攪拌15～30min以充分反應；

步驟二、將步驟一所得溶液置于水熱釜中，在80～90℃的恒溫箱中水熱20～25h；將所得樣品在液氮中冷卻，置于真空干燥箱中干燥；

步驟三、將步驟二干燥后得到的樣品在氨氣氣氛下，以5～10℃/min的升溫速率，在800～1000℃下煅燒1～3h，冷卻至室溫后，得到碳氣凝膠。

5.根據權利要求3所述的碳氣凝膠作為陰極吸水層在微型直接甲醇燃料電池膜電極中的應用，其特征在于所述碳氣凝膠陰極吸水層的參數設定如下：陰極吸水層中碳氣凝膠與Pt黑的質量比為40～60：40～60，Pt載量為0.1～2mg.cm^-2，Nafion含量為10～40％。