[发明专利]一种抗反极气体扩散层的制备方法、气体扩散层和应用

说明书

本申请涉及于燃料电池技术领域，尤其涉及一种抗反极气体扩散层的制备方法、气体扩散层和应用。所述方法包括：将基底层进行预处理；获取微孔层浆料；将所述微孔层浆料覆盖于预处理后的所述基底层至少部分表面，后进行第一干燥和第一焙烧，得到第一样品；将去离子水和醇加入抗反极物质中，后加入树脂溶液进行第一混合均匀，得到抗反极浆料；其中，控制所述去离子水和所述醇的重量比，以及控制所述抗反极物质与所述树脂溶液的重量比；将所述抗反极浆料覆盖于所述第一样品至少部分表面，得到抗反极气体扩散层。本申请内容解决了现有抗反极气体扩散层耐腐蚀性较差的技术问题，从而确保了气体扩散层在反极期间的稳定性，从而保护了燃料电池。

技术领域

本申请涉及于燃料电池技术领域，尤其涉及一种抗反极气体扩散层的制备方法、气体扩散层和应用。

背景技术

质子交换膜燃料电池主要由膜电极(包括扩散层、催化层和质子交换膜)、双极板和密封材料组成。反应气体由极板引导通过气体扩散层到达三相交界处进行反应。在电堆的运行过程中，由于水淹或供气故障将会导致供气不足，产生反应气体饥饿现象。特别的，对于电池阳极来说，发生此现象将会导致更为恶劣的影响。

在电池阳极，氢饥饿出现时，原本应该产生电流的单片电池，由于氢气供应不足无法有效进行HOR反应，单片电池电压此时为负值，发生反极。当反极发生时单片电池的阳极电势在整体电堆影响下将会升高，异常的阳极电势会促使单片电池内发生水电解及碳腐蚀反应。碳腐蚀反应(COR)的发生将会导致阳极催化层不可逆破坏，同时GDL及流场板也将被腐蚀引起减薄和穿孔，导致燃料电池性能的大幅度衰退。

发明内容

本申请提供了一种抗反极气体扩散层的制备方法、气体扩散层和应用，以解决现有抗反极气体扩散层耐腐蚀性较差的技术问题。

第一方面，本申请提供了一种抗反极气体扩散层制备方法，所述方法包括：

将基底层进行预处理；

获取微孔层浆料；

将所述微孔层浆料覆盖于预处理后的所述基底层至少部分表面，后进行第一干燥和第一焙烧，得到第一样品；

将去离子水和醇加入抗反极物质中，后加入树脂溶液进行第一混合均匀，得到抗反极浆料；其中，控制所述去离子水和所述醇的重量比，以及控制所述抗反极物质与所述树脂溶液的重量比；

将所述抗反极浆料覆盖于所述第一样品至少部分表面，得到抗反极气体扩散层。

可选的，所述抗反极物质与所述树脂溶液的重量比为1:1-3。

可选的，所述去离子水和所述醇的重量比为1：4-6。

可选的，所述将所述抗反极浆料覆盖于所述第一样品至少部分表面，得到抗反极气体扩散层包括：

在设定温度的条件下，将所述抗反极浆料喷涂于所述第一样品至少部分表面，并

控制所述喷涂的流量，得到抗反极气体扩散层；

所述设定温度为70℃-90℃，所述喷涂的流量为10ml/min-15ml/min。

可选的，所述将基底层进行预处理，包括：

将基底层置于憎水剂中进行浸渍，后进行第二干燥和第二焙烧，以使预处理后的所述基底层具有第一憎水剂含量；

所述第一憎水剂含量为1wt％-15wt％。

可选的，所述浸渍的时间为20min-30min，所述第二干燥的温度为60℃-80℃，所述第二焙烧的温度为300℃-400℃，所述憎水剂包括如下至少一种：聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、四氟乙烯与乙烯的共聚物。

可选的，所述获取微孔层浆料，包括：