[发明专利]一种燃料电池用自增湿膜电极的制备方法

权利要求书

1.一种燃料电池用自增湿膜电极的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）将质子交换膜依次在质量浓度为3~5wt.%的过氧化氢溶液和质量浓度为0.5~1mol/L的硫酸溶液中进行预处理，然后用蒸馏水洗涤干净并保存在蒸馏水中备用；

（2）将催化剂、粘结剂、甲壳素和溶剂按4~10∶2～4∶1～5∶100～1000的质量比分散为均匀的催化剂浆料，负载在质子交换膜的一侧，并将催化剂金属的载量控制在0.1～0.5mg/cm²，然后将制备好的质子交换膜烘干，即得到阳极亲水催化层；

（3）将催化剂、粘结剂和溶剂按4~10∶2～4∶100～1000的质量比分散为均匀的催化剂浆料，负载在质子交换膜另一侧，并将催化剂金属的载量控制在0.1～0.5mg/cm²，然后将制备好的质子交换膜烘干，即得到阴极催化层；

（4）将两张预先喷涂好的气体扩散层分别贴合在上述处理之后的质子交换膜的两侧，即制得自增湿膜电极。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池用自增湿膜电极的制备方法，其特征在于：所述甲壳素粒径大小为8~50μm，吸水量质量占吸水后总质量的百分比为30%~80%。

3.根据权利要求1所述的一种燃料电池用自增湿膜电极的制备方法，其特征在于：所述质子交换膜选用厚度为40-150μm的全氟磺酸膜、厚度为5～40μm的聚四氟乙烯全氟磺酸膜、厚度为5～40μm的磺化三氟苯乙烯共聚物膜中的任一种。

4.根据权利要求1所述的一种燃料电池用自增湿膜电极的制备方法，其特征在于：所述催化剂选用碳载铂催化剂、碳载钌催化剂或碳载铂铱催化剂中的任一种。

5.根据权利要求1所述的一种燃料电池用自增湿膜电极的制备方法，其特征在于：所述气体扩散层要经聚四氟乙烯（PTFE）或全氟乙烯丙烯共聚物（FEP）憎水性处理，其中聚四氟乙烯或全氟乙烯丙烯共聚物在气体扩散层中的质量百分含量为10~30 wt.%。

6.根据权利要求1所述的一种燃料电池用自增湿膜电极的制备方法，其特征在于：所述粘结剂选用Nafion、PTFE、PVDF中的任一种。

7.根据权利要求1所述的一种燃料电池用自增湿膜电极的制备方法，其特征在于：所述溶剂选用异丙醇、丙酮、无水乙醇中的任一种或多种的混合物。

8.根据权利要求1所述的一种燃料电池用自增湿膜电极的制备方法，其特征在于：所述质子交换膜烘干操作为在50～90℃条件下烘干60~180分钟。