一种直接甲醇燃料电池催化层梯度化膜电极及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种直接甲醇燃料电池催化层梯度化膜电极，包括气体扩散层、微孔层、催化层和质子交换膜,直接甲醇燃料电池膜电极的催化层具有展向的梯度化结构，包括从燃料和空气入口附近到出口附近的催化剂负载逐渐增多。与现有技术相比，本发明专利技术具有以下优点：较高的水热管理能力；均匀分布的电流密度；提高催化剂的利用率。综上所述，本直接甲醇燃料电池催化层梯度化膜电极结构合理，功能强大，适于推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种直接甲醇燃料电池催化层梯度化膜电极及其制备方法
本专利技术涉及燃料电池
，特别涉及一种直接甲醇燃料电池催化层梯度化膜电极及其制备方法。
技术介绍
燃料电池是一种直接将储存在燃料中的化学能转变为电能的能量转换装置，由于其无需经过卡诺循环，能量密度和能量转换效率高，是一种新型的绿色能源技术。近几年来，由于燃料电池(FuelCell)的技术获得创新突破，再加上环保问题与能源不足等多重压力相继到来，各国政府与汽车、电力、能源等产业渐渐重视燃料电池技术的发展。燃料电池使用醇类、天然气、氢气、等燃料转换成电流，使其能持续产生电力，不需二次电池的充放电。直接甲醇燃料电池（DMFC）直接利用甲醇或甲醇水溶液作为阳极燃料，氧或空气作为氧化剂。由于其具有甲醇来源广泛，便于携带，储存、补充方便，体积和质量比能量高，结构简单，无需要外重整设备等特点。同时还具有高能量转换效率，易于储存液体燃料和能在环境温度下运行等优点，在便携式移动电源，小型民用电源及车用电源等方面具有广阔的应用前景。膜电极作为直接甲醇燃料电池的核心部件，直接决定了电池的性能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直接甲醇燃料电池催化层梯度化膜电极，包括气体扩散层、微孔层、催化层和质子交换膜,其特征在于，所述催化层具有展向的梯度化结构，包括从燃料和空气入口附近到出口附近的催化剂负载逐渐增多。/n

【技术特征摘要】
1.一种直接甲醇燃料电池催化层梯度化膜电极，包括气体扩散层、微孔层、催化层和质子交换膜,其特征在于，所述催化层具有展向的梯度化结构，包括从燃料和空气入口附近到出口附近的催化剂负载逐渐增多。


2.根据权利要求1所述的一种直接甲醇燃料电池催化层梯度化膜电极的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：气体扩散层的处理：将气体扩散层浸泡在一定浓度的憎水性聚合物的溶液中，浸泡一段时间后，将气体扩散层放入烘箱中干燥，待气体扩散层烘干后放入马弗炉进行烧结，得到表面疏水的气体扩散层；
步骤二：将步骤一中得到的表面疏水的气体扩散层均匀喷涂上含有碳粉和憎水性聚合物的浆料，将喷覆上浆料的气体扩散层放入烘箱烘干，后放入马弗炉进行烧结，获得微孔层；
步骤三：催化层的制备：将步骤二中的得到的微孔层上均匀涂附含有质子导体的催化剂浆料，催化剂浆料沿入口附近到出口附近逐渐增多；
并放入烘箱中保持一段时间直至烘干，即获得直接甲醇燃料电池催化层梯度化的电极；
步骤四：膜电极的组装：将步骤三中得到的直接甲醇燃料电池催化层梯度化电极与具有离子传导能力的质子交换膜压合，即得到直接甲醇燃料电池催化层梯度化膜电极；
步骤五：单电池组装：将步骤四中的得到直接甲醇燃料电池催化层梯度化膜电极与燃料电池夹具组将在一起，其中夹具中阳极燃料入口附近对应着催化剂较少的方向，出口处附近对应着催化剂较多的方向，阴极空气入口附近对应着催化剂较少的方向，出口附近对应着催化剂较多的方向。


3.根据权利要求2所述的一种直接甲醇燃料电池催化层梯度化膜电极的制备方法，其特征在于，步骤一中气体扩散层浸泡在憎水性聚合物中的时间为30～90秒，在马弗炉中的烧结温度为350-400℃，时间为40～60分钟。


4.根据权利要求2所述的一种直接甲醇燃料电池催化层梯度化膜电极的制备方法，其特征在于，步骤一中气体扩散层为经过去除表...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐谦，常志新，朱亚明，苏华能，马强，张玮琦，
申请(专利权)人：泰州市海创新能源研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32