低温燃料电池电极用PTFE/C复合粉体及应用制造技术

本发明专利技术涉及低温燃料电池电极，具体说是低温燃料电池电极用ＰＴＦＥ／Ｃ复合粉体，利用微波介电加热技术，快速简单、方便地制备碳载聚四氟乙烯复合体，该复合体制备后自成粉末状，无需任何机械研磨，粉体粒径在５～３０μｍ之间。同时利用液相原位沉淀法将质子导电聚合物如Ｎａｆｉｏｎ负载于催化剂上，制成催化剂／质子导电聚合物复合体，随后加入上述ＰＴＦＥ／Ｃ复合体，制成电极构筑的基本结构单元－催化剂／质子导电聚合物／ＰＴＦＥ／Ｃ复合体，并用于制备电极。利用此方法制备的电极，催化剂利用率在５０％以上，并且具有充分的气体、质子、电子和水的传递通道，表现出优良的电化学性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及低温燃料电池电极，具体说是一种用于低温燃料电池如质子交换膜燃料电池(PEMFC)或直接醇类燃料电池(DMFC)用电极构筑材料PTFE/C复合体粉末及其在电极中的应用。
技术介绍
燃料电池是把化学能高效、环境友好地直接转化为电能的发电装置。它具有能量密度大，能量转换效率高，无污染，并且可以根据应用的需要组成不同功率的电池堆等优点，被认为是21世纪高效、节能、环境友好的发电技术。根据所使用电解质的不同，燃料电池可分为碱性燃料电池(AFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)和质子交换膜燃料电池(PEMFC)等类型。低温燃料电池包括PEMFC和直接醇类燃料电池(DMFC)，具有工艺简单、开发投入相对较少、可在室温下快速起动、可根据负载要求设计系统大小及比功率高等特点，特别适于作为便携式电子产品电源、民用的可移动电源和电动车辆的电源。低温燃料电池如PEMFC的工作原理以燃料气为H2/O2为例：1)氢气通过管道和流场板分配到阳极，在阳极催化剂作用下，氢分子解离为带正电的氢离子(即质子)并释放出电子；2)氢离子穿过电解质(质子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低温燃料电池电极用ＰＴＦＥ／Ｃ复合粉体，其特征在于：所述复合粉体采用如下方法制备，ａ．首先将导电碳材料用乙醇或异丙醇润湿，随后加入导电碳材料质量１０－１００倍的蒸馏水充分搅拌；ｂ．将ＰＴＦＥ乳液加入经充分分散的上述碳材料 的悬浮液中，其中终产物ＰＴＦＥ／Ｃ中ＰＴＦＥ的含量为０．１％～５０％，该步骤疏水剂滴加量为产物实际量的１．５－３倍，再充分搅拌后，７０－１００℃加热烘干；ｃ．将烘干后的ＰＴＦＥ／Ｃ复合体前驱物，置于微波炉中，进行微波加热处理后，得Ｐ ＴＦＥ／Ｃ复合体粉末；微波加热时间为１－１２０分钟，微波频率是０．８９６ＧＨｚ～２．４５ＧＨｚ，...

【技术特征摘要】
1.一种低温燃料电池电极用PTFE/C复合粉体，其特征在于：所述复合粉体采用如下方法制备，a.首先将导电碳材料用乙醇或异丙醇润湿，随后加入导电碳材料质量10-100倍的蒸馏水充分搅拌；b.将PTFE乳液加入经充分分散的上述碳材料的悬浮液中，其中终产物PTFE/C中PTFE的含量为0.1％～50％，该步骤疏水剂滴加量为产物实际量的1.5-3倍，再充分搅拌后，70-100℃加热烘干；c.将烘干后的PTFE/C复合体前驱物，置于微波炉中，进行微波加热处理后，得PTFE/C复合体粉末；微波加热时间为1-120分钟，微波频率是0.896GHz～2.45GHz，微波系统的功率为500W～2000W，得到的PTFE/C复合粉末；所制得的PTFE/C复合粉体粒径在5～30μm之间。2.根据权利要求1所述复合粉体，其特征在于：所述导电碳材料为导电性炭黑，碳纤维，活性炭，碳纳米管，碳纳米纤维或碳微球。3.根据权利要求1所述复合粉体，其特征在于：所述微波加热时间为2-30分钟。4.一种权利要求1所述复合粉体的应用，其特征在于：所述复合粉体用于低温燃料电池电极中，具体操作过程如下，a.首先将催化剂在异丙醇溶液中，机械搅拌或超声分散，一般10mg催化剂用5～20g异丙醇分散；b.将质子导电聚合物溶液，加入到上述催化剂悬浮液中，继续机械搅拌或超声混合直至质子导电聚合...

【专利技术属性】
技术研发人员：田植群，衣宝廉，梁永民，王晓丽，钟和香，张华民，
申请(专利权)人：新源动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]