[发明专利]膜电极的制备方法和膜电极

摘要

本发明提供了一种膜电极的制备方法，采用聚四氟乙烯浸渍的方法，制备了含聚四氟乙烯40wt％～60wt％的阴极支撑层，在阴极支撑层表面涂敷含聚四氟乙烯乳液的浆液并热处理，制备了含聚四氟乙烯30wt％～50wt％的阴极微孔层，并调节亲水性材料全氟磺酸聚合物在阴阳两极催化层中的含量，制得强亲水性的阳极催化层和弱亲水的阴极催化层，再将电极各层与质子交换膜热压得到膜电极。这种具有亲疏水性质差别的膜电极内部各层中液态水的传输阻力不同，能够在电池运行过程中促使阴极生成的水向阳极返流，可以缓解阳极反应水分缺乏的问题，对于纯甲醇和高浓度甲醇供料的被动式直接甲醇燃料电池具有重要作用。

主权项

一种膜电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a)将支撑体在聚四氟乙烯乳液中浸渍后第一热处理，得到阴极支撑层，所述阴极支撑层中聚四氟乙烯含量为40wt％～60wt％；在所述阴极支撑层表面涂敷由碳粉、聚四氟乙烯乳液、造孔剂和有机溶剂组成的浆液后第二热处理，得到阴极微孔层，所述阴极微孔层中聚四氟乙烯含量为30wt％～50wt％；在所述阴极微孔层表面涂覆由阴极催化剂、全氟磺酸聚合物溶液和有机溶剂组成的浆料后干燥，得到阴极催化层，所述阴极催化层中全氟磺酸聚合物含量为5wt％～20wt％，得到阴极；b)将支撑体在聚四氟乙烯乳液中浸渍后第三热处理，得到阳极支撑层，所述阳极支撑层中聚四氟乙烯含量为10wt％～20wt％；在所述阳极支撑层表面涂敷由碳粉、聚四氟乙烯乳液、造孔剂和有机溶剂组成的浆液后第四热处理，得到阳极微孔层，所述阳极微孔层中聚四氟乙烯含量为10wt％～30wt％；在所述阳极微孔层表面涂覆由阳极催化剂、全氟磺酸聚合物溶液和有机溶剂组成的浆料后干燥，得到阳极催化层，所述阳极催化层中全氟磺酸聚合物含量为10wt％～30wt％，得到阳极，所述阳极催化层中全氟磺酸聚合物的含量高于阴极催化层中全氟磺酸聚合物的含量；c)将质子交换膜置于所述阴极和所述阳极之间热压，得到膜电极；所述步骤a)和步骤b)顺序没有先后限制。