[发明专利]一种质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法

摘要

本发明公开了一种质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法，采用丝网印刷工艺和超声喷涂工艺两种膜电极的制备工艺，将电催化剂浆液Ⅰ采用丝网印刷工艺，电催化剂浆液Ⅱ采用超声喷涂工艺先后直接或间接的担载在质子交换膜上，由此所制备的膜电极具有梯度式网络结构的催化剂层；本发明利用不同电催化剂浆液中粘结剂含量的不同制备出高性能、长寿命、多层次、梯度式网络结构的膜电极；由于薄层电极中催化层致密的结构和超声喷涂疏松的三维网络结构，导致前者界面电阻率低于后者，而在确保催化层有效面积时引用薄层电极面积大于喷涂面积，由此组装电池时双极板与薄层电极接触的部分可以更好的帮助电子传导。

主权项

一种质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法，其特征在于，将丝网印刷工艺和超声喷涂工艺两种膜电极的制备工艺相结合，首先采用丝网印刷工艺将电催化剂浆液Ⅰ转印到质子交换膜上，形成薄层电极；再采用超声喷涂工艺将电催化剂浆液Ⅱ直接喷涂到薄层电极上，形成催化剂涂层膜，再将催化剂涂层膜进行封边，然后将与催化层等面积的商用的扩散层放在催化层两侧，制成具有梯度式网络结构催化层的膜电极；所述丝网印刷工艺是采用丝网印刷机将预先配制的含有催化剂的电催化剂浆液Ⅰ丝网印刷到转印介质上，制备成转印贴花，再将转印贴花上由电催化剂浆液Ⅰ形成的催化剂层Ⅰ通过热压机热压方式转印到质子交换膜上，撕掉转印介质，形成薄层电极，薄层电极的厚度为3~10μm；所述超声喷涂工艺是采用超声喷涂仪直接喷涂，将薄层电极铺在真空吸盘上，再将预先配制的电催化剂浆液Ⅱ直接喷涂到薄层电极上，在薄层电极上形成催化剂层Ⅱ，形成催化剂涂层膜CCM。