一种包含气体扩散层的燃料电池制造技术

本发明专利技术公开了一种包含气体扩散层的燃料电池，包括基底和导电微孔层，所述导电微孔层设置在所述基底的至少一侧面，所述基底为多孔碳纸，所述导电微孔层主要由非铂催化剂材料制成。本发明专利技术的气体扩散层是通过以下步骤制备得到的：制备非铂催化剂材料；将非铂催化剂材料与聚四氟乙烯和异丙醇均匀混合制得浆料；将上浆料置于喷涂设备中并均匀喷涂到多孔碳纸上，即得气体扩散层的步骤。本发明专利技术燃料电池的气体扩散层兼具吸附性能和催化性能，并且燃料电池的电极性能较现有的电池明显提高。

【技术实现步骤摘要】
一种包含气体扩散层的燃料电池
本专利技术涉及电池
，具体而言，涉及一种包含气体扩散层的燃料电池。
技术介绍
燃料电池是一种将燃料具有的化学能直接变为电能的发电装置，利用氢气、天然气、甲醇等燃料与纯氧或空气作为原料分别在电池的阴极和阳极发生氧化还原反应，从而连续产生直流电。该类电池具有发电效率高、环境污染少等优点。由于其电能转换不经过燃烧这一过程，能量转化效率可以达到60％左右，同时燃料电池的功率范围为1W-100MW，可以广泛应用于交通运输、便携式设备、发电站和航空航天等领域。目前燃料电池技术已经比较成熟，正在逐步走向市场化，应用最广的主要为质子交换膜燃料电池(PEMFC)，因其零排放、无噪声、功率密度高、体积小等优点，是燃料电池在各个领域应用的首选。质子交换膜燃料电池是通过氢气与氧气进行非燃烧的氧化还原反应，通过催化剂实现电子与离子的分离，进而产生电流，推动电机的运转。其主要组成部分包括电解质膜、气体扩散层、催化层以及双极板。其中气体扩散层在电极的主要作用是为气体提供传导通道，并可支持催化剂层，其主要由碳纤维纸基底和微孔扩散层组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包含气体扩散层的燃料电池，所述的气体扩散层包括基底和导电微孔层，所述导电微孔层设置在所述基底的至少一侧面，所述基底为多孔碳纸，所述导电微孔层主要由非铂催化剂材料制成。/n

【技术特征摘要】
1.一种包含气体扩散层的燃料电池，所述的气体扩散层包括基底和导电微孔层，所述导电微孔层设置在所述基底的至少一侧面，所述基底为多孔碳纸，所述导电微孔层主要由非铂催化剂材料制成。


2.根据权利要求1所述的燃料电池，其中所述非铂催化剂材料为铁氮掺杂多孔碳。


3.根据权利要求2所述的燃料电池，其中所述铁氮掺杂多孔碳主要孔隙为微孔和中孔，微孔的孔径分布在2～4nm之间，中孔的孔径分布在11～15nm之间。


4.根据权利要求1所述的燃料电池，所述气体扩散层是依次通过以下步骤制备而成：
(1)制备非铂催化剂材料；
(2)将上述得到的非铂催化剂材料与聚四氟乙烯和异丙醇均匀混合制得浆料；
(3)将上述得到的浆料置于喷涂设备中并均匀喷涂到多孔碳纸上，即得气体扩散层。


5.根据权利要求4所述的燃料电池，其中所述非铂催化剂材料是依次通过以下步骤制备而成的：
a.取适量碳载体经洗涤后干燥，备用；
b.将上述洗涤后的碳载体、氮源单体和可溶性无机铁盐加入到酸性溶液中混合均匀，再加入一定量过硫酸铵反应6～24h，之后干燥得到含氮聚合物-碳载体复合物；
c.将上述得到的含氮聚合物-碳载体复合物在惰性气体气氛下进行第一次高温反应得到一次加热产物；
d.将上述得到的一次加热产物经酸洗后在惰性气体气氛下进行第二次高温反应，即得到非铂催化剂材料。


6.根据权利要求5所述的燃料电池，其中所述步骤a中，所述碳载体选自炭黑、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种。


7.根据权利要求5所述的燃料电池，其中所述步骤b中，所述氮源单体选自苯胺、吡咯、间苯二胺、对苯二胺、邻苯二胺、萘胺中的一种或多种。


8.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈忠伟，余爱萍，毛治宇，张益宁，
申请(专利权)人：浙江晨阳新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33