[發(fā)明專利]一種氫燃料電池膜電極的制備方法及氫燃料電池膜電極

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910907520.3
• 申請日: 2019-09-24
• 公開（公告）號: CN110797539B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉坤;汪圣龍;蔣中林;曾黎
• 申請（專利權(quán)）人: 山東魔方新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/88
• 分類號: H01M4/88;H01M8/1004;H01M8/22
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 潘俊達(dá);郭寶煊

1.一種氫燃料電池膜電極的制備方法，其特征在于，包括以下操作：

步驟一，將第一活性物質(zhì)催化劑粉末和第一添加劑粉末混合后均勻平鋪在質(zhì)子交換膜的一面，均勻噴淋第一溶液，干燥固化；

步驟二，重復(fù)步驟一若干次，得到第一活性物質(zhì)催化劑層；

步驟三，將第二活性物質(zhì)催化劑粉末和第二添加劑粉末混合后均勻平鋪在所述質(zhì)子交換膜的相對一面，均勻噴淋第二溶液，干燥固化；

步驟四，重復(fù)步驟三若干次，得到第二活性物質(zhì)催化劑層；

步驟五，在所述第一活性物質(zhì)催化劑層和所述第二活性物質(zhì)催化劑層的四周均貼合邊框，并在所述第一活性物質(zhì)催化劑層和所述第二活性物質(zhì)催化劑層的表面覆蓋碳紙，得到氫燃料電池膜電極；

其中，所述第一添加劑粉末包括聚四氟乙烯、草酸銨和氯化亞鐵中的至少一種；所述第二添加劑粉末包括聚四氟乙烯、草酸銨和氯化亞鐵中的至少一種；

所述第一溶液包括全氟磺酸樹脂溶液、固化劑和第三添加劑；所述第二溶液包括全氟磺酸樹脂溶液、固化劑和第三添加劑；所述第三添加劑包括乙醇、丙醇和乙二醇；

所述噴淋操作的噴淋速度為1～10μL/s；

在步驟二的重復(fù)步驟一操作中，所述第一活性物質(zhì)催化劑粉末、所述第一添加劑粉末、所述第一溶液的配比與步驟一不同，第一溶液中全氟磺酸樹脂的比例依次升高；在步驟四重復(fù)步驟三的操作中，所述第二活性物質(zhì)催化劑粉末、所述第二添加劑粉末、所述第二溶液的配比與步驟三不同，第二溶液中全氟磺酸樹脂的比例依次升高。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫燃料電池膜電極的制備方法，其特征在于，所述第一活性物質(zhì)催化劑粉末包括鉑、鉑/碳和合金中的至少一種；所述第二活性物質(zhì)催化劑粉末包括鉑、鉑/碳和合金中的至少一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫燃料電池膜電極的制備方法，其特征在于，步驟一具體操作為，將所述第一活性物質(zhì)催化劑粉末和所述第一添加劑粉末混合后均勻平鋪在所述質(zhì)子交換膜的一面，得到厚度為0 .5～5μm的第一粉末層，均勻噴淋所述第一溶液，干燥固化；步驟三具體操作為，將所述第二活性物質(zhì)催化劑粉末和所述第二添加劑粉末混合后均勻平鋪在所述質(zhì)子交換膜的相對一面，得到厚度為0 .5～5μm的第二粉末層，均勻所述噴淋第二溶液，干燥固化。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫燃料電池膜電極的制備方法，其特征在于，所述第一活性物質(zhì)催化劑層為陰極催化劑層，第二活性物質(zhì)催化劑層為陽極催化劑層；或，所述第一活性物質(zhì)催化劑層為陽極催化劑層，所述第二活性物質(zhì)催化劑層為陰極催化劑層。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫燃料電池膜電極的制備方法，其特征在于，所述碳紙經(jīng)過多孔處理和疏水處理。

6.一種由權(quán)利要求1～5任意一項所述的氫燃料電池膜電極的制備方法制得的氫燃料電池膜電極，其特征在于，所述氫燃料電池膜電極包括質(zhì)子交換膜、分布于所述質(zhì)子交換膜兩側(cè)的第一活性物質(zhì)催化劑層和第二活性物質(zhì)催化劑層、貼合在所述第一活性物質(zhì)催化劑層和所述第二活性物質(zhì)催化劑層四周的邊框，以及覆蓋在所述第一活性物質(zhì)催化劑層和所述第二活性物質(zhì)催化劑層表面的碳紙。

7.一種氫燃料電池，其特征在于，包括如權(quán)利要求6所述的氫燃料電池膜電極。