The present invention provides a preparation method of membrane electrode for hydrogen-oxygen fuel cell, including the following steps: S1. preparation of catalyst slurry 1 and catalyst slurry 2; S2. spraying catalyst slurry 1 on proton exchange membrane to form a first catalytic layer; S3. spraying catalyst slurry 2 on the surface of the first catalytic layer to form a second catalytic layer; wherein, catalysis The precious metal content of catalyst 1 in slurry 1 is higher than that of catalyst 2 in slurry 2. The mass ratio of catalyst 2 to proton exchange membrane solution in slurry 2 is lower than that of catalyst 1 to proton exchange membrane solution in slurry 1. The spraying speed of catalyst slurry 2 is higher than that of catalyst slurry 2. Material 1, the solid content of catalyst slurry 2 is lower than that of catalyst slurry 1. The membrane electrode catalytic layer prepared by the invention has a dual gradient of composition and structure, and overcomes the problems of high production cost, poor performance and poor transmission of hydrogen, oxygen, protons and electrons in the catalytic layer.
【技术实现步骤摘要】
氢氧燃料电池用膜电极及其制备方法,及氢氧燃料电池
本专利技术涉及氢氧燃料电池制备
,尤其涉及一种氢氧燃料电池用膜电极及其制备方法,及氢氧燃料电池。
技术介绍
氢氧燃料电池是一种能量转化装置,将氢气,氧气蕴含的化学能转化成电能。氢氧燃料电池具有运行效率高、能量密度高、低排放、无噪音、模块化等特点。在交通工具(飞机,汽车,轮船)、分布式发电、备用电源等领域具有广阔的应用前景。氢气和氧气在燃料电池内部发生反应生成电能,更具体的是在膜电极两侧发生化学反应,因此膜电极作为氢氧燃料电池的核心组件,其性能的好坏直接影响到氢氧燃料电池的使用。膜电极由阴极催化层、质子交换膜和阳极催化层三个部分构成。氢气经过阳极扩散层到达阳极催化层,在反应的活性位点催化剂(Pt,Bd)表面发生氧还反应,生产质子和电子,质子和电子分布通过质子交换膜和外电路到达阴极催化层;空气经过扩散层到达阴极催化层,发生还原反应,与质子和电子生成水。高性能的膜电极要具备较多的活性位点、通畅的气体通道、质子通道和电子通道,但是现有常规技术制备的膜电极很难同时满足以上几个条件,造成氢氧燃料电池的生产成本高,性能差,而且现阶段膜电极的制备通常是将催化剂直接涂覆到质子交换膜上,这种技术虽提高了铂的利用率。但是很少考虑到氢气、氧气、质子和电子在催化层内部的传输。因此,急需对现有氢氧燃料电池用膜电极的制备方法进行改进优化,以制备出氢气、氧气、质子和电子在催化层内部的易传输的结构的高性能膜电极,进而制备出高性能的氢氧燃料电池。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种氢氧燃料电池用膜电极的制备方法,以克服氢氧燃料电池的 ...
【技术保护点】
1.一种氢氧燃料电池用膜电极的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:S1.制备催化剂浆料1和催化剂浆料2;S2.将所述催化剂浆料1喷涂于质子交换膜形成第一催化层;S3.在所述第一催化层表面喷涂所述催化剂浆料2形成第二催化层;其中,所述催化剂浆料1中催化剂1的贵金属含量高于所述催化剂浆料2中催化剂2的贵金属含量,所述制备催化剂浆料2中所述催化剂2与质子交换膜溶液的质量比低于所述制备催化剂浆料1中所述催化剂1与质子交换膜溶液的质量比,所述催化剂浆料2的喷涂速度高于所述催化剂浆料1,所述催化剂浆料2中的固含量低于所述催化剂浆料1。
【技术特征摘要】
1.一种氢氧燃料电池用膜电极的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:S1.制备催化剂浆料1和催化剂浆料2;S2.将所述催化剂浆料1喷涂于质子交换膜形成第一催化层;S3.在所述第一催化层表面喷涂所述催化剂浆料2形成第二催化层;其中,所述催化剂浆料1中催化剂1的贵金属含量高于所述催化剂浆料2中催化剂2的贵金属含量,所述制备催化剂浆料2中所述催化剂2与质子交换膜溶液的质量比低于所述制备催化剂浆料1中所述催化剂1与质子交换膜溶液的质量比,所述催化剂浆料2的喷涂速度高于所述催化剂浆料1,所述催化剂浆料2中的固含量低于所述催化剂浆料1。2.根据权利要求1所述的氢氧燃料电池用膜电极的制备方法,其特征在于,所述制备催化剂浆料1和催化剂浆料2为:S11.将所述催化剂1与水以1:25-1:100质量比进行混合并经超声和搅拌处理得A1溶液,将所述质子交换膜溶液与醇溶液以1:5-1:10质量比进行混合并经超声和搅拌处理得B1溶液,将A1溶液和B1溶液混合并经超声和搅拌制得所述催化剂浆料1;S12.将所述催化剂2与水以1:25-1:100质量比进行混合并经超声和搅拌处理得A2溶液,将所述质子交换膜溶液与醇溶液以1:5-1:10质量比进行混合并经超声和搅拌处理得B2溶液,将A2溶液和B2溶液混合并经超声和搅拌制得所述催化剂浆料2。3.根据权利要求2所述的氢氧燃料电池用膜...
【专利技术属性】
技术研发人员:闫志龙,李目武,曾嘉年,马传明,
申请(专利权)人:东莞众创新能源科技有限公司,
类型:发明
国别省市:广东,44
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