[發(fā)明專利]一種高性能、長壽命、抗反極膜電極及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210362136.1
• 申請日: 2022-04-07
• 公開（公告）號: CN114792831A
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 俞慶陽;張林松;周文增;潘永志;霍亮;吳許輝;秦森杰;顧小濤;王朝云
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽明天氫能科技股份有限公司
• 主分類號: H01M8/1004
• 分類號: H01M8/1004;H01M4/92
• 代理公司: 六安市新圖匠心專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34139
• 代理人: 武光勇

1.一種高性能、長壽命、抗反極膜電極的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：陰極催化劑的選用；

S2：陰極漿料的制備；

S3：利用涂布機(jī)在質(zhì)子膜陰極側(cè)制備陰極涂層；

S4：在膜電極陽極側(cè)發(fā)生氫氣氧化反應(yīng)；

S5：陽極抗反極催化劑的制備；

S6：陽極漿料的制備；

S7：陽極噴涂、片材CCM的制備；

S8：熱應(yīng)力壓合，形成膜電極。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高性能、長壽命、抗反極膜電極的制備方法，其特征在于，所述S1步驟中，選用碳載鉑鈷鈦三元合金催化劑作為膜電極的陰極催化劑；所述S2步驟中，陰極漿料的原料包括：異丙醇、超純水、Nafion乳液和碳載鉑鈷鈦(50％)；其中，異丙醇與超純水的體積比為1：4；Nafion乳液與碳載鉑鈷鈦(50％)的質(zhì)量比為1：1；陰極漿料的固含量控制在12％。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高性能、長壽命、抗反極膜電極的制備方法，其特征在于，所述S3步驟中，陰極涂層的制備參數(shù)為：

①選用戈爾M735.18質(zhì)子膜，厚度18μm，寬度340mm；

②模頭墊片厚度200μm，三口斑馬涂布，單口寬度92mm；

③沿走帶方向?qū)⒑嫦錅囟纫来卧O(shè)定為60℃、70℃、80℃和90℃；

④涂布速率設(shè)定為6m/min；

⑤間歇涂布，長度340mm，間隙20mm；

⑥涂布模頭位置設(shè)定為28μm；

⑦供料轉(zhuǎn)速設(shè)定為12RPM；

⑧回流壓強(qiáng)0.4bar，涂布壓強(qiáng)0.35bar。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高性能、長壽命、抗反極膜電極的制備方法，其特征在于，所述陰極涂層的制備采用“單側(cè)兩次直涂”工藝，操作步驟具體為：

S31：先在質(zhì)子膜陰極側(cè)第一次涂布并干燥，形成第一涂層；

S32：再在“第一涂層”上進(jìn)行第二次涂布并干燥，形成第二涂層；

S33：涂布完成，進(jìn)行外觀檢測、厚度檢測和鉑載量檢測；

S34：得到卷材CCM-陰極涂層。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高性能、長壽命、抗反極膜電極的制備方法，其特征在于，所述S4步驟中，氫氣氧化反應(yīng)具體操作步驟為：

S41：首先將H₂PtCl₆溶液、Ti₄O₇粉末和超純水通過機(jī)械攪拌的方式均勻混合分散，形成糊狀物，其中金屬載體質(zhì)量比m(Pt)：m(Ti₄O₇)＝1：1；

S42：然后將糊狀物迅速放入-60℃的超低溫環(huán)境下冷凍4h，得到冷凍糊狀物H₂PtCl₆/Ti₄O₇；

S43：接著在-60℃～80℃真空干燥24h，得到H₂PtCl₆/Ti₄O₇粉末；

S44：再將H₂PtCl₆/Ti₄O₇粉末在還原性氣氛中還原，得到Pt/Ti₄O₇，還原溫度為200℃，還原時間為1h；

S45：將Pt/Ti₄O₇清洗干燥，密封備用；

S46：Pt/Ti₄O₇作為陽極催化劑，用于催化氫氣氧化反應(yīng)。