[发明专利]一种双极性膜电极的制备方法

摘要

本发明公开了一种双极性膜电极的制备方法，采用双极性聚合物离子交换溶液及有机高分子骨架材料制备燃料电池用膜电极组件。在一定温度下，直接用按聚合物：溶剂一定比例制备的原料浆液制备在高分子骨架材料上形成质子交换层或氢氧离子交换层，再将阳离子交换溶液或阴离子交换溶液与一定量催化剂混合得到的阳极催化剂浆液或阴极催化剂浆料，制备出阳极催化层|质子交换层|氢氧离子交换层|阴极催化层构成的双极性膜电极组件。之后将扩散层与上述膜电极组件结合形成完整的膜电极产品。具有集成度高、操作灵活、成本低廉、成品优良的特点。

主权项

1.一种双极性膜电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将阳离子交换树脂材料和溶剂混合，在100‑400℃高温溶解，形成均匀分散的阳离子交换树脂溶液，其中，阳离子交换树脂材料：溶剂＝1：(5‑500)；2)将阳极催化剂、阳离子交换树脂溶液和分散剂混合，经过超声震荡后，形成均匀分散的阳极催化剂浆液；其中催化剂：阳离子交换树脂溶液:分散剂＝1:(1‑100):(1‑300)；3)将高分子骨架材料放入甲醇中在30‑60℃浸渍，后用异丙醇溶液浸泡24小时；4)将配制好的阳离子交换树脂溶液均匀地制备在步骤3)中预处理的高分子骨架材料上，形成质子交换层；5)将配制好的阳极催化剂混合物均匀地制备在步骤4)中制备好的质子交换层一侧，形成载有催化层的电极组件；6)将阴离子交换树脂材料和溶剂混合，在100‑400℃高温溶解，形成均匀分散的阳离子交换树脂溶液，其中，阴离子交换树脂材料：溶剂＝1：(5‑500)；7)将阴极催化剂、阴离子交换树脂溶液和分散剂混合，经过超声震荡后，形成均匀分散的阴极催化剂浆液；其中催化剂：阴离子交换树脂溶液:分散剂＝1:(1‑100):(1‑300)；8)将配制好的阴离子交换树脂溶液均匀地制备在步骤5)中电极组件的另一侧,形成阴离子交换层；9)将配制好的阴极催化剂混合物均匀地制备在步骤8)中制备好的阴离子交换层一侧，形成阴极；10)将上述9)中的阴极OH离子化，制备一体化双极性膜电极；11)将扩散层放置在步骤10)中制备的三合一膜电极的两侧扩散层，经过压合形成五合一膜电极，其中，扩散层可以是多孔碳纸或者金属多孔材料。