质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法，包括步骤：（１）制备催化剂、质子交换树脂浆料；（２）用超声喷涂设备将浆料喷涂于转移介质上，烘干形成涂敷膜；（３）将质子交换膜置于两张涂敷膜之间，通过压机热压处理；（４）剥离转移介质，获得质子交换膜燃料电池的膜电极。该方法提高了涂布的均匀度，有利于电极的性能和寿命，同时大大降低催化剂的担载量，提高催化剂的利用率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及燃料电池的制造方法，尤其是一种采用超声喷涂工艺制备质 子交换膜燃料电池的膜电极的方法。
技术介绍
燃料电池是一种能够将蕴藏在氢燃料及氧化剂中的化学能直接转化为电 能及反应产物的发电装置。而质子交换膜燃料电池因其稳定性高、无污染、 噪音低、能源转化率高而备受关注。对于质子交换膜燃料电池膜电极组件的制备，按照催化剂的涂敷方法， 主要分为两类，第一种方法是催化剂覆盖于气体扩散层上，形成双层结构，叫做CCS (catalyst coated substrate基底层上涂敷催化剂)，然后在一定 条件下，热压转移到质子交换膜上形成膜电极，基底材料主要是多孔碳纸或 碳布，这种方法由于表面的不平整及孔径远大于催化剂的粒径，导致催化剂 嵌入基底材料中，造成催化剂的浪费。第二种方法是将催化剂直接或间接转 印到质子交换膜上，然后配合气体扩散层一起使用，叫做CCM(catalyst coated membrane,膜上涂敷催化剂)，此种方法可有效降低催化剂的担载量，同时提 高催化剂的利用率。从已公开的专利来看，CCM的制备方法主要分为直接法和间接法两种。直 接法是将催化剂浆料通过印刷、涂布、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：　（１）将催化剂、质子交换树脂按比例均匀混合，再滴加溶剂，调节所需要的浆料浓度，搅拌均匀后进行超声振荡混合均匀，制备成催化剂浆料；　（２）将配置好的催化剂浆料加入超声喷涂设备，编程设定喷涂图形，通过调节设备的超声喷涂流速及喷涂遍数控制担载量，进而将催化剂浆料精细涂布于转移介质上，形成涂敷膜，并放入烘箱中，在５０～８０℃条件下干燥；　（３）将干态质子交换膜置于由步骤２获得的两张涂敷膜之间，两片转移介质的外侧各加一张铝箔，在压机上配加硬性垫片，垫片的厚度为略小于质子交换膜与两片带催化层的转移介质厚度的总和，进行热压处理；　（４...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭振波，王东，王涛，刘向，张伟，张新荣，
申请(专利权)人：上海空间电源研究所，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]