[发明专利]一种燃料电池膜电极组件、制备方法及燃料电池

权利要求书

1.一种燃料电池膜电极组件，包括质子交换膜，其特征在于，所述质子交换膜的两侧分别设有一层保湿层，所述保湿层对应于在装配成燃料电池时形成气体流道的位置具有避让区，所述质子交换膜的两侧、填充在保湿层的避让区内分别设有一层催化层，以及设于催化层外侧的扩散层，所述保湿层、催化层和扩散层的亲水性依次降低，

所述保湿层的材料为碳布、碳纸、碳毡或泡沫碳，

所述扩散层由保湿层的对应位置加入疏水剂处理形成，

所述保湿层的亲水接触角为75~80°，所述扩散层的亲水接触角为115°~120°，所述催化层的亲水接触角为95°~100°。

2.如权利要求1所述的燃料电池膜电极组件，其特征在于，所述疏水剂为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚全氟乙丙烯中的至少一种。

3.如权利要求1所述的燃料电池膜电极组件，其特征在于，所述催化层中的催化剂成分为铂、金、铱、钯、钌、锇中的至少一种。

4.如权利要求1~3任一所述燃料电池膜电极组件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）取作为保湿层的第一材料，在第一材料上用于形成扩散层的位置添加疏水剂，使疏水剂附着在第一材料上形成扩散层；

（2）在形成扩散层的第一材料上对应扩散层的位置加工形成催化层，或者取作为质子交换膜的第二材料，在第二材料上阴极面和阳极面两面对应催化层的位置分别加工形成阴极和阳极的催化层；

（3）将两片加工有扩散层和催化层的第一材料分别层叠在第二材料阴极和阳极两面，或者将两片加工有扩散层的第一材料分别层叠在加工有催化层的第二材料阴极和阳极两面，其中扩散层与催化层的位置对应，热压成型制得所述燃料电池膜电极组件。

5.包含如权利要求1~3任一所述燃料电池膜电极组件的燃料电池。

6.如权利要求5所述的燃料电池，其特征在于，所述燃料电池膜电极组件的两侧分别设有阴、阳极板，阴、阳极板各自与所述燃料电池膜电极组件的界面上设有气体流道，所述气体流道设于阴、阳极板一侧、燃料电池膜电极组件一侧或由阴、阳极板各自和燃料电池膜电极组件各一部分组合形成。

7.如权利要求6所述的燃料电池，其特征在于，所述气体流道的宽度不大于所述避让区的宽度；所述气体流道的宽度为0.6~5mm。