[发明专利]用于水电解的膜电极及其制备方法

权利要求书

1.一种用于水电解的膜电极，所述膜电极按以下顺序包括：

阴极多孔支撑层，其中所述阴极多孔支撑层为碳纤维基多孔支撑层；

阴极催化层，所述阴极催化层包含非贵金属阴极析氢催化剂和碱性聚合物电解质；

碱性聚合物电解质膜；

阳极催化层，所述阳极催化层包含非贵金属阳极析氧催化剂和碱性聚合物电解质；和

阳极多孔支撑层，其中所述阳极多孔支撑层为碳纤维基多孔支撑层。

2.根据权利要求1所述的膜电极，其中所述非贵金属阴极析氢催化剂包含Ni，并且包含选自Fe、Co、Mo、Cr、Ti、Sn和Mn中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的膜电极，其中所述非贵金属阳极析氧催化剂包含选自Ni、Fe、Co、Mo、Cr、Ti、Sn、Mn的氧化物或氢氧化物中的两种以上。

4.根据权利要求1所述的膜电极，其中所述碱性聚合物电解质选自季铵化的聚醚醚酮、聚醚砜、聚砜和聚芳砜中的一种。

5.根据权利要求1所述的膜电极，其中所述阴极催化层和所述阳极催化层还包含粘结剂。

6.根据权利要求5所述的膜电极，其中所述粘结剂选自聚乙烯醇缩丁醛、聚氨酯、聚乙二醇、聚氯乙烯树脂、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯一醋酸乙烯酯和聚叔碳酸乙烯酯中的一种。 

7.一种用于水电解的膜电极的制备方法，所述方法包括以下步骤：

a.制备阴极析氢催化剂料浆，所述阴极析氢催化剂料浆包含非贵金属阴极析氢催化剂和碱性聚合物电解质；

b.使用所述阴极析氢催化剂料浆在所述阴极多孔支撑层上形成阴极催化层，其中所述阴极多孔支撑层为碳纤维基多孔支撑层；

c.制备阳极析氧催化剂料浆，所述阳极析氧催化剂料浆包含非贵金属阳极析氧催化剂和碱性聚合物电解质；

d.使用所述阳极析氧催化剂料浆在所述阳极多孔支撑层上形成阳极催化层，其中所述阳极多孔支撑层为碳纤维基多孔支撑层；

e.将所述阴极催化层和所述阳极催化层分别层叠在碱性聚合物电解质膜两侧，以制备膜电极。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述非贵金属阴极析氢催化剂包含Ni，并且包含Fe、Co、Mo、Cr、Ti、Sn和Mn中的一种或多种。

9.根据权利要求7所述的方法，其中所述非贵金属阳极析氧催化剂包含选自Ni、Fe、Co、Mo、Cr、Ti、Sn、Mn的氧化物或氢氧化物中的两种以上。

10.根据权利要求7所述的膜电极，其中所述碱性聚合物电解质选自季铵化的聚醚醚酮、聚醚砜、聚砜和聚芳砜中的一种。

11.根据权利要求7所述的方法，其中所述阴极析氢催化剂料浆和所述阳极析氧催化剂料浆还包含粘结剂。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述粘结剂选自聚乙烯醇缩丁醛、聚氨酯、聚乙二醇、聚氯乙烯树脂、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯-醋酸乙烯酯和聚叔碳酸乙烯酯中的一种。

13.根据权利要求7所述的方法，其中所述步骤e通过热压进行。 

14.根据权利要求13所述的方法，其中热压温度为40-160℃并且热压压力为0.5-15MPa。