[发明专利]一种碱性阴离子交换膜燃料电池膜电极的制备方法

权利要求书

1.一种碱性阴离子交换膜燃料电池膜电极的制备方法，其特征在于：在膜电极催化层的制备过程中，采用添加可溶性的无机盐于催化剂浆料中，分别于阴离子交换膜二侧采用喷涂法制备电极后，再将电极在碱液中浸泡碱化，使得可溶性无机盐与碱液反应，形成微孔，改善膜电极的孔径分布，缓解传质极化。

2.按照权利要求1所述的膜电极制备方法，其主要步骤如下：

(1)将催化剂超声分散在低沸点溶剂中，水浴超声时间为30-120分钟，水温为0-60℃，溶剂与催化剂的质量比为10-40；

(2)将无机盐加入到催化剂浆料中，水浴超声时间为30-120分钟，水温为0-60℃，无机盐与催化剂的质量比为0.1-1；

(3)将阴离子交换树脂加入低沸点溶剂中，搅拌溶解，搅拌时间1-2小时，溶液质量分数为1-5％；

(4)将(3)配好的阴离子交换树脂溶液加入(2)中配好的催化剂墨水中，超声分散，超声时间30-120分钟；

(5)将碱性阴离子交换膜固定在温度为40-80℃的热台上；

(6)将(4)超声分散均匀的催化剂浆料依次喷涂于(5)中固定碱性膜的两个表面，制成覆膜电极；

(7)取出(6)中的覆膜电极，放入碱液中浸泡，浸泡时间12-72小时。

3.按照权利要求2描述的膜电极制备方法，其特征在于：步骤(1)中的催化剂的催化活性组分为铂、钌、铱中的一种或两种以上，或铂、钌、铱中的一种或两种以上与金、银、铁、钴、镍中的一种或两种以上形成的合金，活性组分在覆膜电极上的担载量为0.01-5mgcm-2。

4.按照权利要求2描述的膜电极制备方法，其特征在于：步骤(1)中所涉及的低沸点溶剂包括乙醇、正丙醇、异丙醇、丁醇、乙二醇、四氢呋喃中的一种或两种以上混合溶剂。

5.按照权利要求2描述的膜电极制备方法，其特征在于：步骤(2)中的无机盐组分为草酸铵，碳酸铵，硝酸铵，碳酸氢钠等中的一种或两种以上，无机盐与催化剂的质量比为0.1-1。

6.按照权利要求1描述的膜电极制备方法，其特征在于：步骤(3)、(4)中的阴离子交换树脂包括主链和阳离子官能团，主链聚氯乙烯、聚苯乙烯、氯甲基取代苯乙烯嵌段共聚物、溴甲基取代苯乙烯嵌段共聚物、或碘甲基取代的苯乙烯嵌段共聚物中的一种或两种以上，其分子量在10000-100000之间，阳离子官能团为季胺型、季磷型、吡啶型、咪唑型、胍基型、硫基型官能团中的一种或两种以上；阴离子交换树脂与催化剂的质量比1：3－5。

7.按照权利要求2描述的膜电极制备方法，其特征在于：步骤(5)中碱性阴离子交换膜为季胺型阴离子交换膜、季磷型阴离子交换膜、吡啶型阴离子交换膜、咪唑型阴离子交换膜、胍基型阴离子交换膜、或硫基型阴离子交换膜，其厚度为5-150微米。

8.按照权利要求2描述的膜电极制备方法，其特征在于：步骤(6)中的喷涂方式为高压喷涂枪喷涂。

9.按照权利要求2描述的膜电极制备方法，其特征在于：步骤(7)中的碱液为氢氧化钠或氢氧化钾的水溶液，其摩尔浓度为0.1M-5M，浸泡温度为15℃-35℃，浸泡时间为12h-72h。