[发明专利]包含聚合物颗粒的油墨、电极和MEA

权利要求书

1.一种催化剂油墨，其包含：

(a)作为组分A的一种或多种催化剂材料；

(b)作为组分B的液体介质；和

(c)作为组分C的包含一种或多种质子传导性聚合物的聚合物颗粒。

2.如权利要求1的催化剂油墨，其中所述催化剂材料包含至少一种贵金属作为催化活性组分，尤其是铂、钯、铑、铱和/或钌及其合金，其中所述催化活性组分可包含一种或多种贱金属作为合金化添加剂，其中所述贱金属选自铬、锆、镍、钴、钛、钨、钼、钒、铁和铜，其中上述贵金属和/或贱金属的氧化物也可用作催化剂材料，且所述催化活性组分可以以负载型催化剂或无载体催化剂形式存在，并且在负载型催化剂的情况下，优选使用导电炭黑作为载体，尤其优选选自炭黑、石墨和活性炭。

3.如权利要求1或2的催化剂油墨，其中所述液体介质为含水介质，优选水。

4.如权利要求1-3中任一项的催化剂油墨，其中所述质子传导性聚合物为用酸，优选用磷酸掺杂的聚唑类或聚唑类混合物。

5.如权利要求1-4中任一项的催化剂油墨，其中所述质子传导性聚合物为用酸，优选用磷酸掺杂的聚-2，2’-对亚苯基-5，5’-二苯并咪唑和/或聚-2，2’-对全氟亚苯基-5，5’-二苯并咪唑。

6.如权利要求1-5中任一项的催化剂油墨，其中所述聚合物颗粒的平均粒度根据激光散射法测定为≤100μm，优选≤50μm。

7.如权利要求1-6中任一项的催化剂油墨，其中所述催化剂油墨包含基于所用催化剂材料的量为1-30重量％，优选3-20重量％，尤其优选5-15重量％的质子传导性聚合物。

8.如权利要求1-7中任一项的催化剂油墨，其中所述催化剂油墨进一步包含如下物质作为组分D：

(d)至少一种全氟化聚合物，优选至少一种全氟化磺酸聚合物。

9.如权利要求8中的催化剂油墨，其中所述组分D以基于所述质子传导性聚合物为0-4重量％，优选0.1-3重量％的量存在。

10.如权利要求1-9中任一项的催化剂油墨，其中所述催化剂油墨进一步包含如下物质作为组分E：

(e)至少一种表面活性剂，优选选自阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂，尤其优选选自含氟表面活性剂，如通式CF₃-(CF₂)_p-X的表面活性剂，其中p＝3-12，X选自-SO₃H，-PO₃H₂和-COOH，例如十七氟辛酸的四乙铵盐；辛基酚聚(乙二醇醚)x，其中x例如可为10；壬基酚乙氧基化物；萘磺酸缩合物的钠盐；主要为线性的脂肪醇的烷氧基化产物；氧化乙烯或氧化丙烯的烷氧基化物，尤其是式HO(CH₂CH₂O)_nH的聚乙二醇；和β-萘酚乙氧基化物。

11.一种通过将组分A、B、C、任选的D和任选的E混合而制备如权利要求1-10中任一项的催化剂油墨的方法。

12.一种膜-电极组件，其包括至少两个由聚合物电解质膜分隔的电化学活性电极，其中所述电极通过将如权利要求1-10中任一项的催化剂油墨施加至所述聚合物电解质膜而获得。

13.一种燃料电池，其包括至少一个如权利要求12的膜-电极组件。

14.如权利要求1-10中任一项的催化剂油墨在制备膜-电极组件中的用途。