[发明专利]一种五合一燃料电池膜电极及其制备方法

权利要求书

1.一种五合一燃料电池膜电极，其特征在于，包括质子交换膜(8)，设于质子交换膜(8)上方的阳极催化剂层、阳极侧边框(3)、阳极碳纸(1)，设于质子交换膜(8)下方的阴极催化剂层、阴极碳纸(4)、阴极侧边框(7)；其中，

膜电极整体的一侧从上到下依次为阳极侧边框(3)、质子交换膜(8)、阴极侧边框(7)，构成非功能区；

膜电极整体的另一侧从上到下依次为阳极碳纸(1)、阳极催化剂层、质子交换膜(8)、阴极催化剂层、阴极碳纸(4)，构成活性区；

膜电极的中部从上到下依次为阳极碳纸(1)、阳极侧边框(3)、阳极催化剂层、质子交换膜(8)、阴极催化剂层、阴极侧边框(7)、阴极碳纸(4)，构成重叠区；

装配完成后上述活性区、重叠区的厚度相同。

2.根据权利要求1所述的五合一燃料电池膜电极，其特征在于，所述阳极侧边框(3)、阴极侧边框(7)的平面尺寸相同，分别覆盖整个非功能区和重叠区；并且，

阳极侧边框(3)的下表面涂覆有阳极粘接胶水(2)，通过所述阳极粘接胶水(2)在重叠区与阳极催化剂层、质子交换膜(8)粘合连接，在非功能区与质子交换膜(8)粘合连接，形成阳极侧密封结构；

阴极侧边框(7)的上表面涂覆有阴极粘接胶水(6)，通过所述阴极粘接胶水(6)在重叠区与阴极催化剂层、质子交换膜(8)粘合连接，在非功能区与质子交换膜(8)粘合连接，形成阴极侧密封结构。

3.根据权利要求1或2所述的五合一燃料电池膜电极，其特征在于，所述阳极碳纸(1)、阴极碳纸(4)均采用单层厚度差异性碳纸制备而成，经热压工艺在活性区分别与阳极催化剂层、阳极催化剂层粘合连接，在重叠区分别与阳极侧边框(3)、阳极催化剂层、阴极催化剂层、阴极侧边框(7)粘合连接；其中，

膜电极中的阳极碳纸(1)上表面、阴极碳纸(4)下表面经上述热压工艺后均为一水平面；

单层厚度差异性碳纸中，活性区的碳纸厚度大于重叠区的碳纸厚度。

4.根据权利要求3所述的五合一燃料电池膜电极，其特征在于，所述阳极催化剂层、阴极催化剂层的平面尺寸相同，并均小于质子交换膜(8)的平面尺寸；并且，

阳极催化剂层、阴极催化剂层分别覆盖该膜电极的整个活性区和重叠区。

5.根据权利要求4所述的五合一燃料电池膜电极，其特征在于，所述阳极催化剂层的厚度等于所述阴极催化剂层的厚度。

6.根据权利要求1、2、4、5任一项所述的五合一燃料电池膜电极，其特征在于，所述阳极碳纸(1)、阴极碳纸(4)均采用表面设有多微孔结构的碳纸层。

7.根据权利要求6所述的五合一燃料电池膜电极，其特征在于，所述阳极侧边框(3)、阴极侧边框(7)的厚度相等。

8.根据权利要求2所述的五合一燃料电池膜电极，其特征在于，所述阳极粘接胶水(2)、阴极粘接胶水(6)均为有机硅胶粘剂；并且，

所述阳极侧边框(3)的外侧边尺寸、阴极侧边框(7)的外侧边尺寸均等于质子交换膜(8)的外侧边尺寸。