一种自增湿质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法技术

本发明专利技术属于一种自增湿质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法，膜电极制备过程包括：１）将扩散层一面形成恒湿层；２）将恒湿层表面形成或者质子交换膜两面形成催化剂层；３）质子交换膜两面对称为催化剂层、恒湿层、扩散层，热压取出后即为自增湿质子交换膜燃料电池膜电极。由于恒温层中亲水性纤维具有较好的保水作用，既可以防止燃料电池工作时膜电极内水分散失过快，引起质子交换膜和催化剂层内的质子导电率下降，将电极催化剂中过多的水排出，使膜电极内部维持水的平衡，而不妨碍气体扩散，并使得组装后的燃料电池比功率和效率高、催化活性高、内阻小、反应气扩散阻力小、寿命长。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于质子交换膜燃料电池
，特别是涉及一种自增湿质子 交换膜燃料电池膜电极的制备方法。
技术介绍
质子交换膜燃料电池是可连续将燃料和氧化剂中的化学能直接转化成电 能的电化学能量转换装置，被认为是未来电动汽车、电动混合汽车、电动自行 车、电动助动车、通信移动式电源、分散式电站等领域首选的绿色环保电源。膜电极是质子交换膜燃料电池的核心部件，是燃料和氧化剂发生电化学 反应的场所，主要由扩散层、催化层、质子交换膜构成，由于作为质子交换 膜的全氟型磺酸膜材料，只有当水存在时才能进行质子传导，因此如何使质 子交换膜增湿，保证较高的电导率，是国内外很多学者近年来对质子交换膜 燃料电池争相进行研究的关键技术之一。目前公知的使膜电极中质子交换膜增湿的一种方法是在气体进入电池 前，先采用气体加湿器等辅助设备对质子交换膜进行增湿，保证了较高的电 导率，但该结构使电池系统复杂，增加了电池重量和功耗，降低了电池的比 功率和效率；另 一种方法是在全氟磺酸膜中掺杂无机纳米粒子制得复合膜， 该方法确实可提高膜的保水性能，如欧洲专利EP0926754将预先合成的纳米 Si02粉掺杂到质子交换树脂溶液中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自增湿质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法，包括扩散层、催化剂层、质子交换膜，其特征在于：扩散层和催化剂层之间设置有恒湿层，所述膜电极制备过程包括：１）将恒湿层料浆涂敷到扩散层一面，８０－１５０℃下干燥１－２ｈ，随后在３００－３８ ０℃下烧结２０－６０ｍｉｎ，使扩散层一面形成恒湿层；２）将催化剂层料浆涂敷到过程１）中恒湿层表面或者将催化剂层料浆涂敷到质子交换膜两面，在５０～１３０℃干燥５～６０ｍｉｎ，使恒湿层表面形成催化剂层或者质子交换膜两面形成催化剂层； ３）将没有涂敷催化剂层的质子交换膜夹在上下均为过程２）中涂敷到恒湿层的催化剂层之间，或者将两面涂敷有...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张军，任丽彬，李永辉，金静，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十八研究所，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]