[发明专利]一种用于质子交换膜燃料电池的膜电极及其制备方法

权利要求书

1.一种用于质子交换膜燃料电池的膜电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将Nafion溶液、氟化多壁碳纳米管添加剂、Pt/C催化剂和第一溶剂混合后进行超声处理，得到阴极催化层浆料；

另将Nation溶液、Pt/C催化剂和第二溶剂混合后进行超声处理，得到阳极催化层浆料；

S2、通过超声喷涂，将所述阴极催化层浆料和阳极催化层浆料分别喷涂在质子交换膜的两侧，得到膜电极。

2.根据权利要求1所述的膜电极的制备方法，其特征在于，所述氟化多壁碳纳米管添加剂按照以下方式获得：通过化学方法对多壁碳纳米管进行氧化处理，使用氟化剂对氧化处理的多壁碳纳米管进行氟化处理，得到氟化多壁碳纳米管添加剂。

3.根据权利要求2所述的膜电极的制备方法，其特征在于，所述化学方法为Hummers法；所述氟化剂为氟化钠和氟化铵中的一种或两种。

4.根据权利要求3所述的膜电极的制备方法，其特征在于，所述氟化剂和氧化处理的多壁碳纳米管的质量比为1：10-1：12；所述氟化处理为900℃-950℃热处理。

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，所述第一溶剂和第二溶剂独立地选自水、醇类溶剂中的一种或多种；所述阴极催化层浆料中，所述氟化多壁碳纳米管添加剂和Pt/C催化剂碳基质的质量比为1：5-1：10。

6.根据权利要求5所述的膜电极的制备方法，其特征在于，所述第一溶剂和第二溶剂均为水和异丙醇的混合；所述阴极催化层浆料中，所述水、Nation溶液、氟化多壁碳纳米管添加剂、Pt/C催化剂和异丙醇的质量比为200：15：0.1：2-3：150-160。

7.根据权利要求5所述的膜电极的制备方法，其特征在于，所述超声喷涂具体包括：将质子交换膜置于70-90℃电热板上，利用负压固定后，使用超声喷涂设备分别喷涂所述阴极催化层浆料、阳极催化层浆料，出料流速为0.1-0.5mL/s。

8.根据权利要求7所述的膜电极的制备方法，其特征在于，所述质子交换膜为全氟磺酸Nafion膜，厚度为50-200微米。

9.如权利要求1-8任一项所述的制备方法得到的用于质子交换膜燃料电池的膜电极。

10.根据权利要求9所述的膜电极，其特征在于，所述膜电极适用于50％RH～180％RH的湿度变化。