[发明专利]一种膜电极的制备方法及膜电极

权利要求书

1.一种膜电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、将阳极催化剂、离子聚合物悬浮液、第一溶剂混合，得混合液A，将所述混合液A涂覆在基板上，制备阳极催化层；

步骤2、将离子聚合物悬浮液与第二溶剂混合，得混合液B，在所述阳极催化层上原位涂覆混合液B，制得聚合物电解质膜；

步骤3、将阴极催化剂、离子聚合物悬浮液、第三溶剂混合混合，得混合液C，将所述混合液C涂覆在所述聚合物电解质膜上，制备阴极催化层。

2.根据权利要求1所述的膜电极的制备方法，其特征在于，所述步骤1满足条件(1)-(4)中的至少一项：

(1)所述阳极催化层中，离子聚合物的负载量为阳极催化剂负载量的50％到100％；

(2)所述阳极催化层中，所述阳极催化剂的负载量为0.4～3mg/cm²；

(3)将阳极催化剂、离子聚合物悬浮液、第一溶剂混合后，进行超声水浴分散，得到混合液A；

(4)将所述混合液A涂覆在基板上后，进行干燥，所述干燥温度为0-200℃、时间为1s-48h。

3.根据权利要求1所述的膜电极的制备方法，其特征在于，所述步骤2满足以下条件中的至少一项：

(1)制得的聚合物电解质膜的厚度为10-200μm；

(2)涂覆混合液B后，进行干燥；所述干燥温度为0-200℃、时间为1s-48h；

(3)第二溶剂包括异丙醇和水，所述异丙醇与水的质量比例为(2～8):1。

4.根据权利要求1所述的膜电极的制备方法，其特征在于，所述步骤3满足以下条件中的至少一项：

(1)阴极催化层中，阴极催化剂的负载量为0.05～3mg/cm²；

(2)涂覆混合液C后，进行干燥，所述干燥温度为0-200℃、时间为1s-48h。

5.根据权利要求1-4任一项所述的膜电极的制备方法，其特征在于，所述阳极催化剂为Ir、Pt、Ru、Pd、Au、Cu、Ni、Sn、Ag中的一种或两种以上的合金，或者其氧化物；和/或

阴极催化剂为Ir、Pt、Ru、Pd、Au、Cu、Ni、Sn、Ag中的一种或两种以上的合金，或者其氧化物。

6.根据权利要求1-4任一项所述的膜电极的制备方法，其特征在于，所述步骤1～步骤3中的涂覆采用喷涂。

7.根据权利要求1-4任一项所述的膜电极的制备方法，其特征在于，所述基板材料为金属板、聚四氟乙烯、玻璃、聚碳酸酯或云母板。

8.根据权利要求1-4任一项所述的膜电极的制备方法，其特征在于，所述离子聚合物悬浮液中，离子聚合物的质量含量为5％～10％；

所述离子聚合物为Nafion树脂、阴离子聚合物AS-4或A201。

9.根据权利要求1或2所述的膜电极的制备方法，其特征在于，

第一溶剂包括水、异丙醇、正丙醇、甲醇、乙醇中的一种或多种；

第二溶剂包括水、异丙醇、正丙醇、甲醇、乙醇中的一种或多种；

第三溶剂包括水、异丙醇、正丙醇、甲醇、乙醇中的一种或多种。

10.根据权利要求1-9任一项所述的膜电极的制备方法制得的膜电极。