燃料电池用气体扩散层及其制备方法、燃料电池技术

本发明专利技术提供了一种燃料电池用气体扩散层及其制备方法、燃料电池。该制备方法包括以下步骤：向浸渍后碳基材料施加0.02～0.1Mpa的气压以进行一次疏水后处理，将一次疏水后处理碳基材料在

【技术实现步骤摘要】
燃料电池用气体扩散层及其制备方法、燃料电池


[0001]本专利技术涉及燃料电池领域，具体而言，涉及一种燃料电池用气体扩散层及其制备方法、燃料电池。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池(PEMFC)存在工作温度低、噪音小、无污染的优点，其备受广大专家与学者的青睐。膜电极七合一组件通常由质子交换膜、催化剂及气体扩散层(GDL)组成，是PEMFC的关键组成部分。其中GDL主要起到催化剂载体、支撑电极结构、排水传气、导电等作用，决定了燃料电池在高电流密度下的性能，决定了其性能的上限。随着双碳目标的提出，氢燃料电池应用场景的多元化，更高的功率密度已经明确纳入国家的氢燃料电池补贴标准，高性能的GDL产品的需求迫在眉睫。现有技术的碳纸基材疏水处理工艺，所用的疏水处理浆料的配制工艺一般为纯水稀释后的聚四氟乙烯溶液(通常固含量为5～12％)。聚四氟乙烯作为疏水剂能够附着在气体扩散层碳纤维表面，形成一层疏水保护膜，增加了GDL的电阻率，同时阻塞了碳纸基材的有效孔，GDL的水气管理能力不佳，从而影响燃料电池的整体性能。
[0003]现有技术中，例如公开本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池用气体扩散层的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：将碳基材料浸渍在包含有第一疏水剂、第一导电材料及表面活性剂的分散液中以进行疏水处理，得到浸渍后碳基材料；向所述疏水处理后碳基材料施加0.02～0.1Mpa的气压以进行一次疏水后处理，得到一次疏水后处理碳基材料；将所述一次疏水后处理碳基材料在
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0.05～
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0.02Mpa的负压环境下进行二次疏水后处理，得到二次疏水后处理碳基材料；将包含有造孔剂、第二疏水剂及第二导电材料的混合液涂覆在所述二次疏水后处理碳基材料的外表面，对其进行烧结处理，以在所述二次疏水后处理碳基材料的外表面上形成微孔层，得到所述燃料电池用气体扩散层。2.根据权利要求1所述的燃料电池用气体扩散层的制备方法，其特征在于，所述一次疏水后处理的时间为5～30s；所述二次疏水后处理的时间为5～30s。3.根据权利要求1或2所述的燃料电池用气体扩散层的制备方法，其特征在于，所述分散液的固含量为3～8wt％；优选地，所述第一疏水剂、所述第一导电材料及所述表面活性剂的重量比为(8～9.8)：(0.1～1)：(0.1～1)；优选地，所述第一导电材料为导电炭黑和/或碳纳米纤维；优选地，所述表面活性剂为Triton
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X100、吐温60、FC4430或AEO
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9中的一种或多种。4.根据权利要求1至3中任一项所述的燃料电池用气体扩散...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志昌，张爱京，周明正，王顺忠，张宇，陈威，
申请(专利权)人：国家电投集团氢能科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：