[发明专利]一种燃料电池气体扩散层的制备方法

权利要求书

1.一种燃料电池气体扩散层的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

步骤1，支撑层疏水处理：将支撑层浸渍于憎水剂溶液中，取出干燥后进行分段热处理；

步骤2，配制微孔层浆料：将导电材料、二维MXene片层材料、憎水剂和有机溶剂均匀混合，制成微孔层浆料；

步骤3，制备气体扩散层：将所述微孔层浆料反复喷涂于疏水处理后的所述支撑层上，至所述支撑层上的微孔层浆料达到预设载量，然后进行热处理，制得所述气体扩散层；

所述步骤1中，所述分段热处理具体为：

将温度升至240-250℃热处理所述支撑层15-45min后，再继续升温至340-350℃热处理所述支撑层15-45min；

所述二维MXene片层材料由单层或少层的过渡金属氮化物、金属碳化物和金属碳氮化物中的至少一种组成。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，所述导电材料、所述二维MXene片层材料、所述憎水剂和所述有机溶剂的质量比为10:(0.1-5):(1-50):(100-1000)；

通过超声分散的方式实现所述导电材料、所述二维MXene片层材料、所述憎水剂和所述有机溶剂的均匀混合。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述支撑层为碳材料，所述碳材料的规格为20-100g/m²。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述支撑层为碳纸或碳布。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1和所述步骤2中，所述憎水剂为聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯-六氟丙烯中的一种或两种；

所述步骤2中，所述导电材料包括碳纳米管、石墨粉和碳黑粉；所述有机溶剂包括甲醇、异丙醇、乙醇和N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，所述憎水剂溶液的质量分数为1-10wt％；

重复浸渍-干燥所述支撑层，使所述支撑层上的所述憎水剂含量为10-30wt％。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，采用低温慢速干燥的方式对浸渍后的所述支撑层进行干燥，干燥温度为25-35℃。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，所述微孔层浆料的喷涂方式为超声喷涂；将经过疏水处理的支撑层置于70-85℃的温度下进行喷涂操作。

9.根据权利要求1-8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，所述预设载量为2-4mg/cm²；所述热处理具体为：在345-355℃下热处理25-35min。