[发明专利]聚合物电解质膜燃料电池的电极和使用其形成膜电极组件的方法

权利要求书

1.一种聚合物电解质膜燃料电池的电极，所述电极包括：

相对于100重量份催化剂，20至80重量份的氢离子导电聚合物电解质粘合剂；

1至60重量份的碳纳米纤维；和

1至20重量份的自由基抑制剂。

2.如权利要求1所述的电极，其中所述碳纳米纤维包括选自碳纳米管、碳纳米线、碳纳米角和碳纳米环的至少一种，其直径为5至100纳米。

3.如权利要求1所述的电极，其中所述自由基抑制剂具有2至60纳米的平均粒径，并包括选自氧化铈、氧化锆、氧化锰、氧化铝、氧化钒及其混合物的至少一种。

4.如权利要求1所述的电极，其中所述催化剂是负载在催化剂载体上的铂或铂合金催化剂，所述催化剂载体包括选自碳粉、炭黑、乙炔黑、科琴黑、活性炭、碳纳米管、碳纳米纤维、碳纳米线、碳纳米角、碳气凝胶、碳冷冻凝胶和碳纳米环的至少一种。

5.如权利要求4所述的电极，其中所述铂或铂合金催化剂含有5至80重量％的铂。

6.一种形成膜电极组件的方法，所述方法包括：

制备用于形成燃料电池电极的催化剂浆料；

向所述催化剂浆料中加入相对于100重量份催化剂为1至60重量份的碳纳米纤维，所述碳纳米纤维为浆料状态；

向所述催化剂浆料中加入相对于100重量份催化剂为1至20重量份的自由基抑制剂，所述自由基抑制剂为固态；

将通过向所述催化剂浆料中加入浆料状态的所述碳纳米纤维和固态的所述自由基抑制剂并搅拌该混合物而制备的最终催化剂浆料进行干燥，由此形成电极；和

将干燥的电极热压到聚合物膜上。

7.如权利要求6所述的方法，其中所述碳纳米纤维是相对于100重量份催化剂以1至60重量份的量加入的碳纳米管，并且所述自由基抑制剂是相对于100重量份催化剂以1至20重量份的量加入的铈锆氧化物。

8.如权利要求6所述的方法，进一步包括

用行星式球磨机粉碎所述催化剂浆料以便使催化剂的粒径更小和更均匀。

9.如权利要求6所述的方法，其中所述的最终催化剂浆料具有5至30重量％的固含量，所述固含量为催化剂、碳纳米纤维、自由基抑制剂和离聚物的总和。

10.如权利要求6所述的方法，其中在100至180℃的温度和50至300kgf的压力下进行热压0.5至30分钟。