[发明专利]一种燃料电池膜电极组件的制备方法

权利要求书

1.一种燃料电池膜电极组件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）取催化剂倒入全氟磺酸溶液中，再加入混合溶剂，分散，采用真空消泡工艺制备催化剂浆料；

（2）将步骤（1）制备的催化剂浆料直接涂覆在质子交换膜两侧，干燥，即得到膜电极CCM；

（3）将气体扩散层固定在步骤（2）制得的膜电极CCM两侧，并进行封边处理，即可制得所述燃料电池膜电极组件；

步骤（1）中，所述的混合溶剂为异丙醇与水的混合溶剂，所述的全氟磺酸溶液为5%的全氟磺酸溶液，两者的添加量满足：催化剂、全氟磺酸溶液、异丙醇与水的质量比为(8~10):(3~5):(38~45):(36~43)；

所述的混合溶剂中还包括乙氧基乙醇、丁氧基乙醇或N-甲基吡咯烷酮中的至少一种，其添加量满足与异丙醇的质量比为（0~10）：(38~45)。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池膜电极组件的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述催化剂为碳载铂基催化剂，其外形为颗粒、八面体、纳米线、纳米花、核/壳或纳米棒。

3.根据权利要求1所述的一种燃料电池膜电极组件的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，制备催化剂浆料时，还加入包括增稠剂、抗沉淀剂、造孔剂和慢干剂在内的其他添加助剂，并满足：催化剂、增稠剂、抗沉淀剂、造孔剂和慢干剂的质量比为(8~10)：(0~8)：(0~9)：(0~7)：(5~10)。

4.根据权利要求3所述的一种燃料电池膜电极组件的制备方法，其特征在于，所述的增稠剂选自丙三醇、乙二醇和乙酸丁酯中的至少一种；

所述的抗沉淀剂选自南京古田化工有限公司的TMN-10、X-100、OROTAN963、D-850中的至少一种；

所述的造孔剂选自碳酸氢铵、硫酸铵、草酸铵、醋酸铵和碳酸铵中的至少一种；

所述的慢干剂选自正丙醇、乙醇、丙二醇乙醚和2-乙氧基乙醇中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的一种燃料电池膜电极组件的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述的质子交换膜的厚度为15~50μm。

6.根据权利要求1所述的一种燃料电池膜电极组件的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，催化剂浆料涂覆在质子交换膜前，先加热质子交换膜，加热的工艺条件为：在30~60℃下加热15~30min。

7.根据权利要求1所述的一种燃料电池膜电极组件的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，催化剂浆料涂覆在质子交换膜上的方式为刮涂或喷涂；

催化剂浆料涂覆在质子交换膜上时，先将催化剂浆料涂布在质子交换膜上一侧，干燥，再在质子交换膜另一侧上涂覆催化剂浆料，烘干后，即制成膜电极。

8.根据权利要求1所述的一种燃料电池膜电极组件的制备方法，其特征在于，步骤（2）中催化剂浆料在质子交换膜两侧的涂覆量满足：当膜电极的阳极侧的催化剂负载量为0.01~0.5mg/cm²，阴极侧的催化剂负载量为0.1~1mg/cm²。