[發明專利]一種氧陰極膜電極中催化層制備和裝載一體化的工藝

在審

• 申請號: 202110659360.2
• 申請日: 2021-06-15
• 公開（公告）號: CN113394438A
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 楊衛民;李昊陽;丁玉梅
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: H01M8/1004
• 分類號: H01M8/1004;H01M4/88
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種氧陰極膜電極中催化層制備和裝載一體化的工藝，其特征在于：首先，將催化層原料混合均勻，利用溶劑分散法溶解或分散以備進行溶液靜電紡絲，或通過粉碎攪拌機進行固態成分的顆粒細化均勻混合以備進行熔體靜電紡絲；其次，將均勻的催化層原料置于靜電紡絲設備，氣體擴散層固定于接收體上，設置好相應的運行參數，并控制一定的工作溫度和環境濕度，設置靜電發生器電壓，進行一定時間的靜電紡絲，催化層在氣體擴散層上的載量高低由紡絲時間長短決定；最后，紡絲完畢后，將氣體擴散層連同裝載其上的催化層從接收體上分離，一并進行熱處理，設置好熱處理的升溫速率、保溫平臺、煅燒氣氛及流量參數，降溫后即得到催化層制備和裝載一體化的氧陰極膜電極。

2.根據權利要求1所述的一種氧陰極膜電極中催化層制備和裝載一體化的工藝，其特征在于：催化層原料為所有靜電紡絲法制備氧還原催化劑的原料，包括聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮或聚甲基丙烯酸甲酯，分子量在1萬至1千萬之間，提供氧還原反應催化活性的金屬成分為含貴金屬Pt、Pd、Au的化合物及衍生物，或非貴金屬Fe、Co、Ni、Cu、Zn的化合物及衍生物；能夠提供氧還原反應催化劑一定性能提升幫助的葡萄糖、脲、硫脲、雙氰胺或三聚氰胺等；具有一定氧還原反應催化活性的添加物碳納米管、石墨烯或石墨型氮化碳。

3.根據權利要求1所述的一種氧陰極膜電極中催化層制備和裝載一體化的工藝，其特征在于：氣體擴散層為膜電極中所有應用到的氣體擴散層類型，包括碳紙、碳布或碳氈。

4.根據權利要求1所述的一種氧陰極膜電極中催化層制備和裝載一體化的工藝，其特征在于：熱處理時所用的方法為所有制備氧還原反應催化劑中所使用的熱處理方法，所使用的氣氛以氮氣或氬氣。

5.根據權利要求4所述的一種氧陰極膜電極中催化層制備和裝載一體化的工藝，其特征在于：聚丙烯腈在較低溫度下100℃至300℃之間的預氧化階段采用含氧氣氛，需要還原性操作的采用氫氣、一氧化碳等還原性氣體，需要刻蝕性及補償性操作的采用氟化氫、氨氣等可引入雜原子摻雜的氣體。