[发明专利]一种氢能源用复合燃料电池膜电极及其制备方法

权利要求书

1.一种氢能源用复合燃料电池膜电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

制备扩散层浆液：将活性炭负载催化剂、分散剂、粘合剂和水分散均匀，得到扩散层浆液；加热搅拌浓缩，冷却；其中，活性炭负载催化剂为活性炭负载Pt、Pd、Ir或Ru；

转印：将浓缩后的浆液转印至膜电极表面，得到具有扩散层的膜电极；

制备催化层：在具有扩散层的膜电极的一侧加入还原剂溶液、另一侧加入铂配合物溶液，浸渍还原沉积后，得到单面具有催化层的膜电极；反向浸渍还原沉积，得到双面具有催化层的氢能源用复合燃料电池膜电极。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，制备扩散层浆液步骤中，活性炭负载催化剂、分散剂和粘合剂的重量比为(1-2)：(20-40)：(5-10)。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，制备扩散层浆液步骤中，所述分散剂为乙醇、异丙醇、甘油、聚乙烯吡咯烷酮、正丁醇和丙二醇中的一种或两种以上。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，制备扩散层浆液步骤中，所述粘合剂为1-20wt％的nafion溶液和/或1-20wt％的PTFE胶液。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，制备扩散层浆液步骤中，将1-2份活性炭负载铂、20-40份分散剂、5-10份粘合剂和补足100份的水分散均匀，超声混合，于500±10％rpm转速下，在50-90℃下加热浓缩至原浆液质量的15-25％。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，转印步骤中，将转印板洗净、100-110℃烘干；将浓缩的扩散层浆液在转印板上多次涂覆真空干燥至形成1.0-2.0mg/cm²的涂覆密度；在膜电极的两侧盖上转印板并于140-180℃、7MPa压力下处理5-10分钟，冷却至常温，取下转印板，用0.1mol/L稀硫酸浸泡；再在纯化水或蒸馏水中浸泡，得到具有扩散层的膜电极。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，制备催化层步骤中，所述还原剂溶液为硼氢化钠、甲酸或乙二醇，浓度为1-100mmol/L。

8.权利要求1所述的制备方法，其特征在于，制备催化层步骤中，所述的铂配合物溶液为Pt(NH₃)₄Cl₂或H₂PtCl₆，浓度为1-100mmol/L。

9.权利要求1所述的制备方法，其特征在于，制备催化层步骤中，包括以下步骤：

a)将具有扩散层的膜电极置于夹具中，膜电极的左右两侧各形成一个腔体；

b)将铂配合物溶液加入其中一个腔体内与膜电极接触，另一个腔体内加入过量还原剂溶液，在20-80℃水浴加热的环境下反应1-20小时；得到一面具有催化层的膜电极；

c)将还原剂溶液和贵重金属前体溶液交换位置，在膜电极另一面浸渍还原沉淀催化层；得到两面具有催化层的氢能源用复合燃料电池膜电极；

d)将燃料电池膜电极置于0.1mol/L的硫酸中保存。

10.一种由权利要求1-9任一项所述的制备方法得到的氢能源用复合燃料电池膜电极。