直接甲醇燃料电池的膜电极及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种直接甲醇燃料电池的膜电极及制备工艺，属于燃料电池领域。所述膜电极由质子交换膜、炭载铂－钌阳极催化剂层、炭载铂阴极催化剂层、经过憎水处理碳纸或碳布扩散层以及扩散层与催化剂层之间的过渡层制备面成。本发明专利技术的优点在于，通过在催化剂层与扩散层之间的过渡层中加入聚合物电解质，提高了贵金属催化剂的利用用率，改善了层间的界面。用本发明专利技术方法制造的膜电极组件，具有良好的放电性能，且在长期使用过程中性能稳定。

【技术实现步骤摘要】
直接甲醇燃料电池的膜电极及其制备方法
本专利技术涉及一种直接甲醇燃料电池的膜电极及其制备方法，属于直接甲醇燃料电池膜电极结构与制造枝术领域。
技术介绍
燃料电池是种等温的将化学能转化为电能的电化学装置，具有能量转化效率高、环境友好的特点。在当今石化能源即将枯碣的形势下，使用可再生能源一氢能的燃料电池受到越来越多的关注。真接甲醇燃料电池(DMFC)是在质子交换膜燃料电池(PFMFC)上发展起来的一种新型燃料电池。它直接使用甲醇水溶作为燃料，无需重整，具有燃料来源丰富、储存方便、结构简单、操作安全等优点。特别是在室温工作液态进料的直接甲醇燃料电池，由于其结构的进一步简化，在小型家用电器，便携式电子产品(如笔记本电脑、手机等)以及军用移动仪器上有极为广泛的应用前景。膜电极是直接甲醇燃料电池的核心，目前直接甲醇燃料电池的膜电极的结构和制备工艺基本沿袭质子交换膜燃料电池的膜电极。其结构由质子交换膜、热压在膜两侧的催化剂层和起支撑作用的扩散层组成，其制备工艺包括催化剂膏体的配制，催化剂在扩散层上的涂敷及-->膜与催化剂层的热压过程。对在室温下工作的直接甲醇燃料电池来说，由于其工作电压低，电流密本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直接甲醇然料电池的膜电极，其特征在于：该膜电极由质子交换膜，质子交换膜两侧的阴、阳极催化剂层，阴、阳催化剂层外的过渡层以及最外侧的扩散层组成，于所述的过渡层中含有聚合物电解质。

【技术特征摘要】
1、一种直接甲醇然料电池的膜电极，其特征在于：该膜电极由质子交换膜，质子交换膜两侧的阴、阳极催化剂层，阴、阳催化剂层外的过渡层以及最外侧的扩散层组成，于所述的过渡层中含有聚合物电解质。2、根据权利要求1所述的一种直接甲醇然料电池的膜电极，其特征在于：所述过渡层的主要成分为导电及传质良好的炭黑、超导炭黑、炭纤维、炭纳米管、炭气凝胶炭材料或它们的混合物。3、根据权利要求2所述的一种直接甲醇然料电池的膜电极，其特征在于：聚合物电解质单独作为过渡层的粘结剂或与其他粘结剂共同使用，作为过渡层的粘结剂；聚合物电解质在过渡层中的重量比为10～30％。4、根据权利要求3所述的一种直接甲醇然料电池的膜电极，其特征在于：所述的聚合物电解质为全氟磺酸树脂。5、一种直接甲醇燃料电池的膜电极的制备方法，包括质子交换膜的预处理、扩散层的憎水处理、过渡层的制备、阴、阳催化剂层的制备，最后按照阴、阳极催化剂层位于质子交换膜两侧、过渡层位于阴、阳极催化剂层外侧、扩散层位于过渡层外侧的方式进行叠片和热压形成膜电极，其中，在过度层的制备中直接或间接的将聚合物电解质加入过渡层。6、根据权利要求5所述的直接甲醇燃料电池的膜电极的制备-->方法，其特征在于：过渡层的制备方法为：首先，将炭材料与聚合物电解质或聚合物电解质与聚四氟乙烯的泥合物按照固体比70～95％∶30～5％的比例混合；然后，在上述混合材料中加入适量乙醇、乙二醇或丙三醇作为溶剂，搅拌混合均匀，再通过超声分散成墨汁状；接着，将所述墨汁均匀的涂刷或喷涂在经憎水处理后的碳纸或碳布扩散层的一面上，炭材料的载量控制在0.5～2mg/cm2之间；最后，将上述经过处理的扩散层在60～100℃干燥0.5～2小时去除溶剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈杰，许瑞，赵丰刚，曾毓群，
申请(专利权)人：东莞新能源电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]