[发明专利]制造用于燃料电池的膜-电极组件的电极的组合物和方法

权利要求书

1.一种用于制造用于燃料电池的膜-电极组件的电极的组合物，包括：

包括第一碳和负载在所述第一碳上的催化剂金属的催化剂复合物；

涂覆所述催化剂复合物的离聚物粘合剂；

第二碳；以及

溶剂，

其中所述第二碳具有比所述第一碳低至少10％的结晶度。

2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一碳包括选自由炭黑、碳纳米管、碳纳米纤维、碳纳米线、碳纳米角或石墨烯构成的组中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的组合物，其中所述催化剂金属包括选自由铂、钯、钌、铱、金、银、铬、锰、铁、钴、镍、铜、钼或钇构成的组中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第二碳包括选自由炭黑、碳纳米管、碳纳米纤维、碳纳米线或碳纳米角构成的组中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的组合物，其中所述溶剂是选自由异丙醇、正丙醇或乙醇构成的组中的至少一种醇、去离子水或其混合物。

6.根据权利要求1所述的组合物，其中基于所述催化剂复合物、所述离聚物粘合剂和所述第二碳的总重量，所述离聚物粘合剂以按重量计10％至50％的量存在并且所述第二碳以按重量计0.1％至50％的量存在。

7.一种用于制造用于燃料电池的膜-电极组件的电极的方法，包括：

用离聚物粘合剂涂覆包括第一碳和负载在所述第一碳上的催化剂金属的催化剂复合物；

将所述离聚物粘合剂涂覆的催化剂复合物与第二碳和溶剂混合以制备催化剂油墨；

使用所述催化剂油墨产生电极；以及

向所述电极施加电压以去除所述第二碳，

其中所述第二碳具有比所述第一碳低至少10％的结晶度，

其中去除所述第二碳在70％或更高的相对湿度下进行。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述第一碳包括选自由炭黑、碳纳米管、碳纳米纤维、碳纳米线、碳纳米角或石墨烯构成的组中的至少一种。

9.根据权利要求7所述的方法，其中所述催化剂金属包括选自由铂、钯、钌、铱、金、银、铬、锰、铁、钴、镍、铜、钼或钇构成的组中的至少一种。

10.根据权利要求7所述的方法，其中涂覆所述离聚物粘合剂包括：

制备由所述催化剂复合物、离聚物粘合剂和溶剂构成的混合物；以及

对所述混合物进行干燥和热处理。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述热处理在从所述离聚物粘合剂的α转变温度至α转变温度+100℃的温度下进行10分钟至10小时。

12.根据权利要求7所述的方法，其中所述第二碳包括选自由炭黑、碳纳米管、碳纳米纤维、碳纳米线或碳纳米角构成的组中的至少一种。

13.根据权利要求7所述的方法，其中所述溶剂是选自由异丙醇、正丙醇或乙醇构成的组中的至少一种醇、去离子水或其混合物。

14.根据权利要求8所述的方法，其中基于所述催化剂复合物、所述离聚物粘合剂和所述第二碳的总重量，所述催化剂油墨包括按重量计10％至50％的所述离聚物粘合剂和按重量计0.1％至50％的所述第二碳。

15.根据权利要求7所述的方法，其中去除所述第二碳通过向所述电极施加1.0V至1.6V的电压5秒至2分钟进行。