一种燃料电池膜电极及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种燃料电池膜电极及其制备方法，包括如下步骤：步骤S1、制备聚苯并咪唑(PBI)掺杂熔融质子导体电解质膜；步骤S2、在步骤S1制备的聚苯并咪唑(PBI)掺杂熔融质子导体电解质膜的一侧或两侧涂覆催化剂浆料得到催化剂涂覆膜；步骤S3、在催化层和/或气体扩散层表面喷涂磷酸；步骤S4、将气体扩散层放置在步骤S2得到的催化剂涂覆膜的两侧组装成燃料电池膜电极。该方法基于聚苯并咪唑(PBI)掺杂熔融质子导体电解质膜与催化剂涂覆技术制备膜电极，优化了膜电极制备技术，可以改善膜电极中催化层与聚苯并咪唑(PBI)掺杂熔融质子导体电解质膜的界面接触，降低界面电阻，从而提高膜电极的电输出性能。膜电极的电输出性能。膜电极的电输出性能。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池膜电极及其制备方法


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，具体地，涉及一种燃料电池膜电极及其制备方法。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有高能量转换效率、无污染、低噪声等优点。常规质子交换膜燃料电池(LT
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PEMFC)的典型工作温度在25至85℃之间，低工作温度具有启动快的优势，但是带来的突出问题是，燃料电池系统散热困难，致使其需要复杂的冷却系统，且散热器体积庞大。与此对应，工作在100
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250℃的高温质子交换膜燃料电池(HT
‑
PEMFC)，具有如下优势：
①
提升工作温度，可增大燃料电池与环境温差，改善系统散热能力，简化冷却系统，且可提高废热利用率，从而提升系统发电效率；
②
提高催化剂电化学反应速率，减少Pt催化剂使用量，并且Pt以外非贵金属催化剂的利用成为可能，从而大幅降低燃料电池成本；
③
不易发生水淹，在高电流密度下，阴极氧气传质能力大幅提升；
④
Pt催化剂抗一氧化碳毒本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池膜电极，其特征在于，包括催化剂涂覆膜(2)和气体扩散层(1)，所述气体扩散层(1)放置在催化剂涂覆膜(2)的两侧，所述催化剂涂覆膜(2)包括聚苯并咪唑掺杂熔融质子导体电解质膜(22)和催化层(21)，所述催化层(21)涂覆在所述聚苯并咪唑掺杂熔融质子导体电解质膜(22)的一侧或两侧。2.根据权利要求1所述的燃料电池膜电极，其特征在于，所述气体扩散层(1)和/或催化层(21)上涂覆磷酸，磷酸含量为1
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20mg/cm2。3.一种燃料电池膜电极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、制备聚苯并咪唑掺杂熔融质子导体电解质膜(22)；步骤S2、在步骤S1制备的聚苯并咪唑掺杂熔融质子导体电解质膜(22)的一侧或两侧涂覆催化剂浆料形成催化层(21)从而制得催化剂涂覆膜(2)；步骤S3、在催化层(21)上和/或气体扩散层(1)上与催化剂涂覆膜(2)贴合的一面涂覆磷酸；步骤S4、将气体扩散层(1)放置在催化剂涂覆膜(2)的两侧组装成燃料电池膜电极。4.根据权利要求3所述的燃料电池膜电极的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述聚苯并咪唑掺杂熔融质子导体电解质膜(22)的制备方法如下：1)将固态质子导体置于高温烘箱中，使其转为熔融态质子导体；2)将聚苯并咪唑膜浸泡于熔融态的质子导体中，浸泡时间结束后将聚苯并咪唑膜取出...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海滨，邢以晶，李一凡，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：