[发明专利]一种氢燃料电池膜电极的制备工艺

权利要求书

1.一种氢燃料电池膜电极的制备工艺，其特征在于，将超声喷涂工艺和热转印工艺两种工艺结合制备膜电极，首先采用超声喷涂工艺将碳粉浆液、电催化剂浆液以及粘结剂浆液依次喷涂于转印介质上依次形成碳粉浆液层、电催化剂层和粘结剂层，然后通过热转印工艺将催化层担载于质子交换膜上，再用自动化喷涂设备自制扩散层，经过热压后得到膜电极；电催化剂浆料由铂含量为60%的Pt/C催化剂、异丙醇、Nafion含量为5%的Nafion溶液组成，三者质量比例为1~3:30~60:4~10；碳粉浆液层经过转印后在电催化剂层的外侧，当与扩散层进行热压时碳粉浆液层与扩散层紧密结合；粘结剂浆液为5%Nafion溶液，即全氟磺酸-聚四氟乙烯共聚物溶液；喷涂扩散层时，加热平台温度保持在60℃~140℃。

2.根据权利要求1所述的氢燃料电池膜电极的制备工艺，其特征在于，所述碳粉浆液的配制方法是：将碳粉与分散剂加入器皿中并分散均匀，碳粉质量含量为30%~60%，分散剂质量含量为40%~70%，其中，分散剂为低沸点醇类，选自甲醇、乙醇、丙醇及异丙醇中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的氢燃料电池膜电极的制备工艺，其特征在于，所述碳粉浆液喷涂于转印介质上的碳载量为0.2~2mg/cm²，催化剂层载量为0.2mg/cm²-0.5mg/cm²。

4.根据权利要求1所述的氢燃料电池膜电极的制备工艺，其特征在于，所述粘结剂浆液喷涂于转印介质上的离子交换树脂载量为0.01~1.0mg/cm²。

5.根据权利要求1所述的氢燃料电池膜电极的制备工艺，其特征在于，所述转印介质为高温布、聚四氟乙烯、玻纤膜和聚酰亚胺中的一种。

6.根据权利要求1所述的氢燃料电池膜电极的制备工艺，其特征在于，自制扩散层时所用的自动化喷涂设备为超声喷涂仪器。

7.根据权利要求6所述的氢燃料电池膜电极的制备工艺，其特征在于，喷涂扩散层时，碳黑及憎水剂浆液的流速在2~30mL/min，微孔层载量为1~5 mg/cm²，憎水剂为聚四氟乙烯、正硅酸乙酯和甲基三乙氧基硅烷中的一种；微孔层由碳黑及憎水剂组成，两者质量比例为3~5:0.5~2。