[发明专利]膜电极组件和固体聚合物燃料电池

权利要求书

1.一种膜电极组件，包括：

电解质膜；

阳极电极催化剂层，所述阳极电极催化剂层与所述电解质膜接触；

阳极气体扩散层；和

氟化聚合物层，所述氟化聚合物层与所述阳极电极催化剂层接触，位于所述阳极电极催化剂层和所述阳极气体扩散层之间；其中所述阳极电极催化剂层包括多个纳米结构元件，所述多个纳米结构元件包括负载纳米级催化剂颗粒的针状微结构化载体晶须；并且其中所述氟化聚合物层包含已经以网络形式分散的完全氟化的聚合物颗粒或部分氟化的聚合物颗粒中的一种，且

其中所述氟化聚合物层的面密度在15微克/cm²至30微克/cm²的范围内。

2.根据权利要求1所述的膜电极组件，其中所述完全氟化的聚合物颗粒或所述部分氟化的聚合物颗粒包括聚四氟乙烯或四氟乙烯-六氟丙烯共聚物中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的膜电极组件，其中所述完全氟化的聚合物颗粒或所述部分氟化的聚合物颗粒的平均粒度为50nm至100nm。

4.根据权利要求1所述的膜电极组件，其中所述针状微结构化载体晶须具有至多100nm的晶须横截面的平均直径和至少3:1的平均纵横比。

5.根据权利要求1所述的膜电极组件，其中所述阳极电极催化剂层还包含负载在所述针状微结构化载体晶须或所述纳米级催化剂颗粒中的至少一者上的析氧反应催化剂颗粒。

6.一种固体聚合物燃料电池，包括：

根据权利要求1至5中任一项所述的膜电极组件；和

阳极分隔体，所述阳极分隔体包括平行流动通道或相对的梳形流动通道中的至少一种。

7.一种膜电极组件，包括：

电解质膜；

阳极电极催化剂层，所述阳极电极催化剂层与所述电解质膜接触；和

氟化聚合物层，所述氟化聚合物层与所述阳极电极催化剂层接触，所述阳极电极催化剂层在所述电解质膜和氟化聚合物层之间，

其中所述阳极电极催化剂层包括多个纳米结构元件，所述多个纳米结构元件包括负载纳米级催化剂颗粒的针状微结构化载体晶须；并且

其中所述氟化聚合物层包含已经以网络形式分散的完全氟化的聚合物颗粒或部分氟化的聚合物颗粒中的一种，且

其中所述氟化聚合物层的面密度在15微克/cm²至30微克/cm²的范围内。