[发明专利]一种质子交换膜燃料电池用石墨烯基气体扩散电极及其制备方法

权利要求书

1.一种质子交换膜燃料电池用石墨烯基气体扩散电极，其特征在于，其包含Pt纳米薄膜、还原氧化石墨烯层和碳纸三部分，还原氧化石墨烯层位于Pt纳米薄膜与碳纸之间，对碳纸的孔隙覆盖率达80％～98％。

2.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池用石墨烯基气体扩散电极，其特征在于，所述的Pt纳米薄膜厚度达5～20nm。

3.权利要求1或2所述的质子交换膜燃料电池用石墨烯基气体扩散电极的制备方法，其特征在于，用Hummers法配制得到氧化石墨溶液；将氧化石墨溶液进行稀释，用吸管吸取氧化石墨溶液，滴涂在碳纸上，然后把碳纸放入烘箱中进行烘干；将烘干后的碳纸放入管式炉中，通入氢氩混合气，进行高温烧结，使氧化石墨热还原成还原氧化石墨烯；利用直流磁控溅射的方法，将Pt溅射到还原氧化石墨烯覆盖的碳纸上，即得所述气体扩散电极。

4.根据权利要求3所述的质子交换膜燃料电池用石墨烯基气体扩散电极的制备方法，其特征在于，将氧化石墨溶液进行稀释后溶液浓度为0.5～2mg/ml。

5.根据权利要求3所述的质子交换膜燃料电池用石墨烯基气体扩散电极的制备方法，其特征在于，所述的烘干温度为40～80℃，时间为30～60min。

6.根据权利要求3所述的质子交换膜燃料电池用石墨烯基气体扩散电极的制备方法，其特征在于，所述的氢氩混合气中氢气浓度为5％～10％。

7.根据权利要求3所述的质子交换膜燃料电池用石墨烯基气体扩散电极的制备方法，其特征在于，所述的高温烧结温度为500～800℃，时间为1～2h。

8.根据权利要求3所述的质子交换膜燃料电池用石墨烯基气体扩散电极的制备方法，其特征在于，所述的直流磁控溅射，直流电流0.05～0.2A，氩气流量30～50sccm，基底与靶材距离15～20cm。

9.一种质子交换膜燃料电池用阳极气体扩散电极，其特征在于：按Pt：Nafion质量比4:1，加入质量分数5％的Nafion溶液，用静电喷涂的方式，将Pt/C催化剂喷涂在权利要求1或2所述的气体扩散电极上作为阳极气体扩散电极。