一种燃料电池导电气体扩散层及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种燃料电池导电气体扩散层及其制备方法，所述扩散层包括多孔导电基底，还包括附着在多孔导电基底至少一侧的导电多孔微孔层，所述多孔导电基底为碳纤维织物、碳纸或碳布；所述碳纤维织物为织造或非织造。本方法实现微孔层内电子导电材料和憎水高分子粘结剂在微纳尺度上的均匀分布，避免两者局部团聚和物相分离，制备的气体扩散层的微孔层微、纳尺度上组成及结构精确可控，可任意设计以满足气体扩散层气液传输的功能需求，避免燃料电池放电过程中的液淹。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池导电气体扩散层及其制备方法
本专利技术涉及电化学领域，具体而言，涉及一种气体扩散层及其制备方法和燃料电池。
技术介绍
燃料电池是一种将燃料分子的化学能直接转化为电能的电化学反应装置，具有能量效率高、环境污染小等诸多优点。相对其他类型燃料电池，质子交换膜燃料的阳极反应为氢气的氧化反应，阴极为氧气的还原反应，排出产物为水，是一类洁净能源，有望在车载动力、军需装置、移动与便携式能源设备上得到广泛应用。膜电极是质子交换膜燃料电池的核心部件，主要包括固体质子交换膜、催化层、气体扩散层组成。其中多孔气体扩散层在膜电极中主要起支撑催化层、稳定电极结构，同时为电极反应提供反应物导入和分配通道、电子通道和产物排出通道等多种功能，是膜电极的核心组件之一。通常的气体扩散层包括导电基底和微孔层，其中比较常用的基底材料有碳纤维纸、碳纤维布、碳纤维毡等，其主要功能是支撑，使得气体扩散电极具有一定的机械强度和形状；微孔层通常是通过丝印、喷涂或涂布工艺将憎水高分子粘结剂和导电碳颗粒的混合物涂覆在导电基底上而形成。燃料电池放电过程中，气体扩散层在导入、分配反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池导电气体扩散层，所述扩散层包括多孔导电基底，其特征在于，还包括附着在多孔导电基底至少一侧的导电多孔微孔层。/n

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池导电气体扩散层，所述扩散层包括多孔导电基底，其特征在于，还包括附着在多孔导电基底至少一侧的导电多孔微孔层。


2.根据权利要求1所述的导电气体扩散层，其特征在于，所述导电多孔微孔层由导电碳材料和高分子粘结剂组成；所述导电碳材料和高分子粘结剂的质量比为6:4-9:1。


3.根据权利要求2所述的导电气体扩散层，其特征在于，所述导电碳材料为导电活性碳、石墨、多壁碳纳米管、单臂碳纳米管、石墨烯、还原的氧化石墨、导电碳气溶胶中一种或两种以上的混合物；所述高分子粘结剂为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯中的一种或两种以上的混合物。


4.根据权利要求2所述的导电气体扩散层，其特征在于，所述高分子粘结剂的颗粒尺寸50-300nm。


5.根据权利要求4所述的导电气体扩散层，其特征在于，导所述高分子粘结剂的颗粒尺寸50-100nm。


6.一种权利要求1-5任意一项所述燃料电池导电气体扩散层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将多孔导电基底浸渍于高分子粘结剂水溶液中，室温下处理5-10min后，取出干燥处理，得浸渍有高分子粘结剂的多孔导电基底；
(2)将导电碳材料和高分子粘结剂溶液以及水溶性表面活性剂分散在水溶液中，得反应体系1，充分混合搅拌后，升温至50-90℃，继续机械搅拌1-2小时后，降至...

【专利技术属性】
技术研发人员：王素力，李焕巧，孙公权，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21