The invention relates to a proton exchange membrane fuel cell, in particular to a gas diffusion layer microporous layer of a proton exchange membrane fuel cell and a preparation method thereof. The micro-porous layer of gas diffusion layer of proton exchange membrane fuel cell was formed by scraping or spraying organic solvents containing organosiloxane and carbon nanomaterials on the surface of the hydrophobic treated support layer, and the proportion of organosiloxane and carbon nanomaterials was 10% wt%100 wt%. The invention has the advantages of simple treatment process, mild experimental conditions and friendly chemical environment.
【技术实现步骤摘要】
一种质子交换膜燃料电池气体扩散层微孔层及其制备方法
本专利技术涉及质子交换膜燃料电池，具体的说是一种质子交换膜燃料电池气体扩散层微孔层及其制备方法。
技术介绍
质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一种采用质子交换膜作为电解质，以Pt/C为催化剂，以氢气为燃料，以空气或纯氧为氧化剂的低温燃料电池。考虑现在环境污染和能源问题严重，PEMFC具有较高的功率密度、环境友好的优势使它有希望替代化石燃料作为应用于自动、固定和便携式设备的能量资源。膜电极(MEA)是质子交换膜燃料电池系统至关重要的部分，它包括质子交换膜、催化层和气体扩散层(GDL)。GDL的结构示意图(如图1)，其和气体流道相连的第一层是支撑层(GB)，它主要是碳纸或碳布，一般厚度约为100-400μm，它的作用是气体分布器和集流体；第二层是薄的微孔层(MPL)，它的厚度一般为10-100μm，它包括碳粉和疏水性或者亲水性试剂，主要是减少了催化层和多孔层之间的接触阻力、进行有效的水管理防止水淹。气体扩散层的作用是气体传输、有效水管理、低电阻下传导电子和在低湿度情况下保持膜的湿润状态。水淹状态减少了电化学反应的催化...
【技术保护点】
1.一种质子交换膜燃料电池气体扩散层微孔层，其特征在于：在疏水处理后的支撑层表面刮涂或喷涂含有机硅氧烷和碳纳米材料的有机溶剂，通过微孔层界面微纳结构和包覆层形成质子交换膜燃料电池气体扩散层微孔层；其中，有机硅氧烷和碳纳米材料的用量比例为10％wt％‑100wt％。
【技术特征摘要】
1.一种质子交换膜燃料电池气体扩散层微孔层，其特征在于：在疏水处理后的支撑层表面刮涂或喷涂含有机硅氧烷和碳纳米材料的有机溶剂，通过微孔层界面微纳结构和包覆层形成质子交换膜燃料电池气体扩散层微孔层；其中，有机硅氧烷和碳纳米材料的用量比例为10％wt％-100wt％。2.按权利要求1所述的质子交换膜燃料电池气体扩散层微孔层，其特征在于：所述有机硅氧烷和碳纳米材料占有机溶剂的用量分别为为1wt％-30wt％、1wt％-40wt％。3.按权利要求1所述的质子交换膜燃料电池气体扩散层微孔层，其特征在于：所述有机硅氧烷为聚二甲基硅氧烷、聚甲基硅氧烷、α,ω-二羟基聚硅氧烷中的一种或几种；所述的碳纳米材料为碳黑、乙炔黑、碳纳米管中的一种或几种；所述的有机溶剂为四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、甲苯、二甲醚、四氯化碳中的一种或几种。4.按权利要求1所述的质子交换膜燃料电池气体扩散层微孔层，其特征在于：所述表面刮涂或喷涂含有机硅氧烷和碳纳米材料的有机溶剂后经干燥后于100℃-200℃下烧结5-60min，得到气体扩散层微孔层。5.一种按权利要求1所述的质子交换膜燃料电池气体扩散层微孔层的制备方法，其特征在于：1)将有机硅氧烷和碳纳米材料溶于有机溶剂中搅拌，...
【专利技术属性】
技术研发人员：李晓锦，孙燕，
申请(专利权)人：中国科学院青岛生物能源与过程研究所，
类型：发明
国别省市：山东,37
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