[发明专利]用于碱性薄膜燃料电池的催化层包覆薄膜的制备

权利要求书

1.一种碱性薄膜燃料电池，包括：

阳极电极；

被配置用于传导氢氧根离子的薄膜电解质，所述薄膜电解质具有与所述薄膜电解质的第一表面上的所述阳极电极物理接触的界面；以及

与所述薄膜电解质的第二相对表面物理接触的阴极电极；

所述阳极电极和所述阴极电极都具有催化层；

其中在所述阳极电极上的所述催化层的离聚物成分被交联，而在所述阴极电极上的所述催化层的离聚物成分未被交联，从而实现结构稳定性且没有电池功率的损失。

2.根据权利要求1所述的燃料电池，所述燃料电池在操作时没有来自外部源的水的供应。

3.根据权利要求2所述的燃料电池，其中所述燃料电池的阳极侧的交联通过制备在一侧用聚合物催化的所述薄膜电解质进行，所述聚合物在所述薄膜电解质和所述阳极电极中以前体形式存在，并且所述薄膜电解质和单个催化层经过两步转化过程成为燃料电池激活的离聚物形式，在所述过程的第一步中使用氨基化剂和交联剂，并且其中阴极催化层最后以没有交联的燃料电池激活的离聚物的形式被应用在所述薄膜电解质的第二侧。

4.根据权利要求3所述的燃料电池，其中所述离聚物形式为OH^-形式。

5.根据权利要求2所述的燃料电池，其中阳极离聚物的交联通过在一种过程中制备阳极气体扩散电极来进行，其中阳极催化层被应用于气体扩散层中，所述过程涉及在所述阳极催化层中的所述离聚物的交联并且将如此形成的气体扩散电极在所述燃料电池构建期间压缩到离子形式的所述薄膜电解质的一侧上，其中所述薄膜电解质在其另一侧通过阴极催化层而被预催化，并且所述燃料电池是通过邻近所述阴极催化层的外侧的第二气体扩散电极完成的。

6.根据权利要求3或4所述的燃料电池，其中所述交联剂是在所述前体的氨基化步骤期间使用的二元胺、或者二元胺的混合物，其中所述二元胺能够与一元胺混合使用、或者单独使用，从而得到结构稳定性与离子和水迁移的优化组合。

7.根据权利要求6所述的燃料电池，其中所述前体依据最大化的离子等效容量进行选择。

8.根据权利要求1所述的燃料电池，其中在所述催化层中的聚合物成分是一种前体形态和激活的离子形态的混合物。

9.根据权利要求3所述的燃料电池，其中氨基化和交联应用于在非水溶剂中的前体形态。

10.根据权利要求9所述的燃料电池，其中所述非水溶剂是甲苯。

11.一种用于制备碱性薄膜燃料电池中的催化层包覆薄膜的方法，所述方法包括：

使在阳极电极上的催化层的离聚物与所述碱性薄膜燃料电池的薄膜化学交联，其中在阴极侧上的催化层的离聚物被维持在非交联形态。