[发明专利]一种燃料电池气体扩散层结构、制备方法、膜电极组件以及燃料电池

权利要求书

1.一种燃料电池气体扩散层结构，其特征在于：所述气体扩散层(3)结构包括水热平衡层(32)，所述水热平衡层由纳米氧化铈颗粒，疏水剂，以及导电剂制备而成，为具有79nm至199nm孔径结构的功能层。

2.一种燃料电池气体扩散层结构的制备方法，用于制备如权利要求1至9中任一项所述的燃料电池气体扩散层结构，其特征在于，包括：

步骤S11：将气体扩散层基底层(31)置于疏水剂溶液中浸泡，并放置于烘箱中加热除去分散液；

步骤S12：在疏水处理过的气体扩散层基底层(31)一侧上整体涂敷水热平衡层(32)，并放置于烘箱中加热除去分散液；

步骤S13：在步骤S12处理过的水热平衡层(32)的不与所述气体扩散层基底层(31)接触的一侧整体涂敷微孔层(33)，并放置于烘箱中加热除去分散液；

步骤S14：将步骤S13中处理好的气体扩散层放置于301℃至399℃的烘箱中加热，充分挥发掉残留的造孔剂、分散剂和溶液。

3.一种燃料电池气体扩散层结构的制备方法，用于制备如权利要求1所述的燃料电池气体扩散层结构，其特征在于：包括

制备水热平衡层制备，包括称取2.4g纳米氧化铈颗粒，3.2g乙炔黑、含有3.15g草酸铵的60ml水溶液、20％的聚四氟乙烯稀释液8g，倒入一定量异丙醇水溶液中，搅拌均匀制成粘度在300cp的浆料；将该浆料涂覆在经疏水处理过的碳纸；然后放置于烘箱中干燥，除去易挥发组分；

制备微孔层，包括称取3.2g乙炔黑、含有2.5g草酸铵的60ml水溶液、20％的聚四氟乙烯稀稀释液8g，倒入一定量异丙醇中，搅拌均匀制成粘度在300cp的浆料；将上述浆料涂覆在上述水热平衡层上；然后放置于烘箱中干燥，除去易挥发组分；

将上述涂覆了水热平衡层和微孔层的碳纸放入马弗炉中以5℃/min的升温速率升温，最终于340℃焙烧60min，待炉温降温至室温后取出，完成制备。

4.一种燃料电池气体扩散层结构的制备方法，用于制备如权利要求1所述的燃料电池气体扩散层结构，其特征在于，包括：

在碳纸上制备水热平衡层，包括称取2.4g纳米氧化铈颗粒，2.9g碳纳米管、含有3.19g草酸铵的60ml水溶液、20％的PTFE稀释液8g，倒入一定量异丙醇水溶液中，搅拌均匀制成粘度在290cp的浆料；将该浆料涂覆在经疏水处理过的碳纸；然后放置于烘箱中干燥，除去易挥发组分；

制备微孔层，包括称取2.9g碳纳米管、含有3.19g草酸铵的60ml水溶液、20％的PTFE稀释液8g，倒入一定量异丙醇中，搅拌均匀制成粘度在290cp的浆料；将上述浆料涂覆在所述水热平衡层上；然后放置于烘箱中干燥，除去易挥发组分；以及

将上述涂覆了水热平衡层和微孔层的碳纸放入马弗炉中以5℃/min的升温速率升温，最终于300℃焙烧90min，待炉温降温至室温后取出，完成制备。

5.一种燃料电池气体扩散层结构的制备方法，用于制备如权利要求1所述的燃料电池气体扩散层结构，其特征在于：包括

制备水热平衡层，包括称取2.6g纳米氧化铈颗粒，3.0g石墨烯、含有3.21g草酸铵的60ml水溶液、20％的PTFE稀释液8g，倒入一定量异丙醇水溶液中，搅拌均匀制成粘度在320cp的浆料；将该浆料涂覆在经疏水处理过的碳纸的一个表面；然后放置于烘箱中干燥，除去易挥发组分；

微孔层制备，包括称取3.0g石墨烯、含有3.21g草酸铵的60ml水溶液、20％的PTFE稀释液8g，倒入一定量异丙醇中，搅拌均匀制成粘度在320cp的浆料；将上述浆料涂覆在做过上述水热平衡层处理的气体扩散层上；然后放置于烘箱中干燥，除去易挥发组分；以及

将上述涂覆了水热平衡层和微孔层的气体扩散层放入马弗炉中以5℃/min的升温速率升温，最终于320℃焙烧60min，待炉温降温至室温后取出气体扩散层，完成制备。