[发明专利]催化剂层水淹的解决方法和超薄催化剂层及其制备方法

权利要求书

1.一种燃料电池催化剂层水淹的解决方法，其特征在于燃料电池的催化剂层为多孔结构时采用厚度不超过20nm的催化剂层，催化剂层的孔隙被传导质子的离子聚合物填充时采用厚度不超过5nm的催化剂层。

2.一种燃料电池用超薄催化剂层，其特征在于：催化剂层为多孔结构时采用厚度不超过20nm的催化剂层，催化剂层的孔隙被传导质子的离子聚合物填充时采用厚度不超过5nm的催化剂层。

3.如权利要求2所述的燃料电池用超薄催化剂层，其特征在于：催化剂层中含有保水的纳米颗粒。

4.如权利要求2所述的超薄催化剂层，其特征在于：所述超薄催化剂层用表面载有催化剂的纳米颗粒制备。

5.如权利要求4所述的超薄催化剂层，其特征在于：所述催化剂沉积在导电或不导电的载体上。

6.如权利要求5所述的超薄催化剂层，其特征在于：所述载体能够和催化剂原子有电子或几何协同效应。

7.如权利要求5至6中之一所述的超薄催化剂层，其特征在于：所述载体为纳米柱或中空的纳米管或球形纳米颗粒，载体上的催化剂形成一层或多层的原子层。

8.如权利要求7所述的超薄催化剂层，其特征在于：纳米柱或纳米管相对于支撑它们的基体以任意角度排列。

9.如权利要求8所述的超薄催化剂层，其特征在于：纳米柱或纳米管相对于支撑它们的基体垂直排列。

10.一种权利要求2所述超薄催化剂层的制备方法，其特征在于：将载有催化剂的球形纳米颗粒涂覆在一个基体上，控制涂覆厚度在20nm之内。

11.如权利要求10所述的超薄催化剂层的制备方法，其特征在于：在基体上事先涂覆一层微孔扩散层。

12.如权利要求10所述的超薄催化剂层的制备方法，其特征在于：用导质子的离子聚合物的溶液浸润厚度在5nm之内的催化剂层，把球形纳米载体颗粒之间的空隙由导质子的离子聚合物溶液充满，然后干燥。

13.一种权利要求2所述超薄催化剂层的制备方法，其特征在于：将载有催化剂的球形纳米载体颗粒和导质子的离子聚合物溶液首先混均，然后把其涂覆在一个基体上，控制其厚度在5nm之内，然后干燥。

14.一种权利要求2所述超薄催化剂层的制备方法，其特征在于：在一个支撑体上制备出高度在不超过20纳米的纳米柱或纳米管，然后把催化剂纳米颗粒沉积在上述纳米柱或纳米管的表面上。

15.一种权利要求2所述超薄催化剂层的制备方法，其特征在于：在一个支撑体上制备出高度不超过5纳米的纳米柱或纳米管，然后把催化剂纳米颗粒沉积在上述纳米柱或纳米管的表面上，用导质子的离子聚合物的溶液浸润催化剂层，把纳米柱或纳米管之间的空隙由导质子的离子聚合物溶液充满，然后干燥。

16.如权利要求12或13或15所述超薄催化剂层的制备方法，其特征在于：所述的导质子的离子聚合物溶液中还含有保水的纳米颗粒。