[发明专利]气体扩散层、其制备方法、以及相应的膜电极组件以及燃料电池

权利要求书

1.一种气体扩散层，用于燃料电池，其特征在于，包括气体扩散层基材，其中，所述气体扩散层基材由疏水处理浆料进行疏水处理；其中，所述疏水处理浆料中添加有含有儿茶酚或含有邻苯二酚结构化合物的添加剂，其中对附着有所述疏水处理浆料的所述气体扩散层基材进行加热干燥以使得所述疏水处理浆料中的氨基酸结构的官能团分解排出从而使所述疏水处理浆料中的疏水剂可以紧密贴附于所述气体扩散层基材的材料表面。

2.根据权利要求1所述的气体扩散层，其特征在于，所述疏水处理浆料中添加有盐酸多巴胺。

3.根据权利要求1所述的气体扩散层，其特征在于，所述疏水处理浆料由水、聚四氟乙烯溶液、异丙醇、乙醇；以及儿茶酚或含有邻苯二酚结构化合物组成。

4.根据权利要求3所述的气体扩散层，其特征在于，含有邻苯二酚结构化合物是盐酸多巴胺。

5.根据权利要求1所述的气体扩散层，其特征在于，所述疏水处理浆料包括水、聚四氟乙烯溶液、异丙醇、乙醇；以及儿茶酚或含有邻苯二酚结构化合物。

6.根据权利要求5所述的气体扩散层，其特征在于，含有邻苯二酚结构化合物是盐酸多巴胺。

7.根据权利要求1所述的气体扩散层，其特征在于，所述儿茶酚或含有邻苯二酚结构化合物的添加剂用量占所述疏水处理浆料总质量的0.05%~30%。

8.根据权利要求1所述的气体扩散层，其特征在于，所述气体扩散层的厚度为10μm~500μm。

9.一种制备方法，用于制备如权利要求1~8中任一项所述的气体扩散层，其特征在于，所述制备方法包括：

疏水处理浆料的配置步骤：将包括水、聚四氟乙烯溶液、异丙醇、乙醇、儿茶酚或含有邻苯二酚结构化合物组成的浆料按比例混合后，用均质器分散混合分散均匀，同时用超声波清洗器进一步分散均匀；

将所述气体扩散层基材浸入第一浓度的上述疏水处理浆料中；

将浸润过所述第一浓度的疏水处理浆料的气体扩散层放入鼓风干燥箱内干燥以使得所述第一浓度的疏水处理浆料中的氨基酸结构的官能团分解排出；

将所述气体扩散层基材浸入第二浓度的上述疏水处理浆料中；

将浸润过所述第二浓度的疏水处理浆料的气体扩散层放入鼓风干燥箱内干燥以使得所述第二浓度的疏水处理浆料中的氨基酸结构的官能团分解排出；

上述步骤在气体扩散层制备过程重复2~8次；以及

疏水处理后的气体扩散层基材做微孔层涂覆处理。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述含有邻苯二酚结构化合物为盐酸多巴胺。

11.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述儿茶酚或含有邻苯二酚结构化合物的添加剂用量占所述疏水处理浆料总质量的0.05%~30%。

12.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述疏水处理浆料中取出后进行加热干燥, 加热的温度范围为200~300℃，并采用常压干燥或真空干燥。

13.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述气体扩散层的厚度为10μm~500μm。

14.一种膜电极组件，其特征在于，所述膜电极组件包括：依次层叠设置的阴极侧气体扩散层、阴极侧催化剂层、质子交换膜、阳极侧催化剂层以及阳极侧气体扩散层；其中，所述阴极侧气体扩散层包括如权利要求1~8中任一项所述的气体扩散层；所述阳极侧气体扩散层包括如权利要求1-8任一项所述的气体扩散层。

15.一种燃料电池，其特征在于，所述燃料电池包括：如权利要求14所述的膜电极组件、极板、集流板、绝缘板、密封结构、端板组成的燃料电池电堆。