一种燃料电池膜电极催化层的制备方法技术

本发明专利技术提供一种燃料电池膜电极催化层的制备方法，燃料电池膜电极催化层包括制备于基底两侧的阴极催化层和阳极催化层，阴极催化层和阳极催化层均为将催化层浆料涂覆于基底表面，经干燥、催化层后处理得到，阴极催化层的催化层浆料包括含有铁磁性元素的催化剂，并在阴极催化层的催化层后处理过程中施加磁场，使得含有铁磁性元素的催化剂在阴极催化层中移动，实现阴极催化层孔结构的原位调控，提高催化层孔隙率，促进反应气体在催化层中的传质；此外，磁场调节过程的可控参数多，工艺简单，不会造成催化层的污染，并且在商业应用中只需在现有产线上多配置一个磁场调节装置即可实现，对现有工艺体系改动小，易于进行推广。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池膜电极催化层的制备方法
本专利技术属于质子交换膜燃料电池领域，具体涉及一种燃料电池膜电极催化层的制备方法。
技术介绍
质子交换膜燃料电池(ProtonExchangeMembraneFuelCells,PEMFC)具有工作温度低、功率密度高、启动速度快、零排放等突出优势，在交通、发电、无人机、特种军事设备等领域具有广阔的应用前景，是未来能源可持续发展的重要方向。在PEMFC电池堆中，膜电极(MembraneElectrodeAssembly，MEA)作为系统对外输出能量的核心部件，由质子交换膜、涂覆于质子交换膜两面的催化层(CatalystLayer，CL)以及覆盖于催化层表面的气体扩散层组成。其中，催化层为燃料电池发生电化学反应的场所，由离子聚合物、催化剂及催化剂载体组成，催化剂起着催化反应并传导电子的作用，离子聚合物则起到质子传输的功能。此外，催化层中还含有许多微孔，包括多个催化剂载体颗粒形成的聚集体内部的“一次孔”(孔径2～20nm)以及催化剂聚集体之间的“二次孔”(孔径＞20nm)，这些微孔相互连通形成渗流网络(Pe本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池膜电极催化层的制备方法，所述燃料电池膜电极催化层包括制备于基底两侧的阴极催化层和阳极催化层，阴极催化层和阳极催化层均为将催化层浆料涂覆于基底表面，经干燥、催化层后处理得到，所述催化层浆料含有离子聚合物，其特征在于，所述阴极催化层的催化层浆料包括含有铁磁性元素的催化剂，铁磁性元素在催化剂中的原子占比为0.01～100％，并在制备阴极催化层时，在阴极催化层的催化层后处理过程中施加磁场，所述阴极催化层的催化层后处理的温度高于阴极催化层中离子聚合物的玻璃化转变温度。/n

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池膜电极催化层的制备方法，所述燃料电池膜电极催化层包括制备于基底两侧的阴极催化层和阳极催化层，阴极催化层和阳极催化层均为将催化层浆料涂覆于基底表面，经干燥、催化层后处理得到，所述催化层浆料含有离子聚合物，其特征在于，所述阴极催化层的催化层浆料包括含有铁磁性元素的催化剂，铁磁性元素在催化剂中的原子占比为0.01～100％，并在制备阴极催化层时，在阴极催化层的催化层后处理过程中施加磁场，所述阴极催化层的催化层后处理的温度高于阴极催化层中离子聚合物的玻璃化转变温度。


2.根据权利要求1所述燃料电池膜电极催化层的制备方法，其特征在于，所述在阴极催化层的催化层后处理过程中施加磁场替换为在阴极催化层的干燥，或在干燥和催化层后处理过程中施加磁场。


3.根据权利要求1所述燃料电池膜电极催化层的制备方法，其特征在于，所述阳极催化层的催化层浆料包括含有铁磁性元素的催化剂，铁磁性元素在催化剂中的原子占比为0.01～100％，并在制备阳极催化层时，在阳极催化层的干燥或/和催化层后处理过程中施加磁场。


4.根据权利要求1所述燃料电池膜电极催化层的制备方法，其特征在于，所述阴极催化层为单层或多层结构催化层，其中多层结构催化层为2～5层催化层，多层结构催化层中至少有一层包括含有铁磁性元素的催化剂。


5.根据权利要求4所述燃料电...

【专利技术属性】
技术研发人员：高艳，汤浩，乔泽敏，殷聪，李凯，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51