[发明专利]直接喷涂制备燃料电池膜电极的方法无效

专利信息
申请号: 200610035275.4 申请日: 2006-04-28
公开(公告)号: CN1838456A 公开(公告)日: 2006-09-27
发明(设计)人: 周琛;廖世军;刘军民 申请(专利权)人: 华南理工大学
主分类号: H01M4/88 分类号: H01M4/88;H01M8/02;B05C5/00;C08J5/22
代理公司: 广州粤高专利代理有限公司 代理人: 何淑珍
地址: 510640广东*** 国省代码: 广东;44
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摘要: 发明公开了一种直接喷涂制备燃料电池膜电极的方法,旨在提供一种制备电极平整、催化剂层均匀、不发生溶胀变形、电极输出能量密度高的膜电极的方法。所述方法包括将质子交换膜预处理后,固定于一个膜固定装置中,然后在光照下将阴、阳极催化剂浆料直接喷涂在质子交换膜的两面,经过低温真空干燥而制得。本发明制得的膜电极具有催化剂与质子交换膜结合紧密、膜电极平整、喷涂形成的催化剂层厚度均匀、直接使用H型膜、无须对膜进行预溶胀或者Na+交换处理、无须热压等重要优点。本发明的方法适用于质子交换膜燃料电池的膜电极的制备领域。
搜索关键词: 直接 喷涂 制备 燃料电池 电极 方法
【主权项】:
1.一种直接喷涂制备燃料电池膜电极的方法,其特征在于包括如下步骤:(1)质子交换膜预处理:将质子交换膜置于浓度为3~5%重量的双氧水溶液中,在70~100℃的恒温下处理1~2小时后,用二次蒸馏水将其清洗干净,再将其在70~90℃的恒温下置于0.5mol/L的硫酸溶液中进行处理,然后用二次蒸馏水将其洗涤干净后用膜固定装置固定,并在真空下60℃中干燥2~5小时;(2)制备阴极催化剂浆料:将Pt/C催化剂加入到浓度为%重量的全氟磺酸树脂溶液(Nafion溶液)中,再加入二次蒸馏水和异丙醇,或者加入聚四氟乙烯乳液(Telfon乳液)和异丙醇,然后在超声波中分散15~30分钟制得阴极催化剂浆料;(3)制备阳极催化剂浆料:将Pt/C、PtRu/C或Pt/CNT催化剂加入到浓度为5%重量的全氟磺酸树脂溶液(Nafion溶液)中,再加入二次蒸馏水和异丙醇,或者加入聚四氟乙烯乳液(Telfon乳液)和异丙醇,然后在超声波中分散15~30分钟制得阳极催化剂浆料;(4)制备膜电极(MEA):在光照条件下,用喷枪将步骤(2)制备的阴极催化剂浆料喷涂到经步骤(1)处理的质子交换膜的一面,喷涂完成后,用同样的方法将步骤(3)制备的阳极催化剂浆料喷涂到所述质子交换膜的另一面,得到涂布有催化剂的膜(catalyst coated membrane,简称CCM),将膜电极集合体在真空下60℃中干燥30分钟后,在90℃干燥1分钟;步骤(2)中所述Pt/C催化剂与Nafion溶液用量的重量之比为3~1∶1~3,二次蒸馏水或者Telfon乳液与异丙醇的用量体积之比为1∶20~100;步骤(3)中所述Pt/CNT催化剂与Nafion溶液用量的重量之比为3~1∶1~3,二次蒸馏水或者Telfon乳液与异丙醇的用量体积之比为1∶20~100。
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