一种阳极自增湿气体扩散层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种阳极自增湿气体扩散层及其制备方法，属于燃料电池技术领域。所述的阳极自增湿气体扩散层为梯度化阳极自增湿气体扩散层，共两层微孔层，其配比由碳纸侧至催化剂层侧，聚四氟乙烯与碳黑的比例为3:7与1:9。其制备方法为喷涂法，通过喷涂的方式将聚四氟乙烯与碳黑的乙醇溶液喷涂至碳纸上后，使用辊压的方式，将其厚度控制在240μm。本发明专利技术的阳极自增湿气体扩散层与目前市面上商业气体扩散层相比，在低湿度情况下，有着更高功率，更低阻抗，高疏水性的优点，并且在高湿度条件下能够与阴极气体扩散层产生协同作用，能够实现更好的水管理能力，有效解决高湿度条件下电池因水淹现象导致性能下降的问题，在未来氢燃料电池领域有很大的应用前景。电池领域有很大的应用前景。电池领域有很大的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种阳极自增湿气体扩散层及其制备方法


[0001]本专利技术属于气体扩散层的制备，涉及燃料电池
，具体为一种具有良好自增湿效果的阳极气体扩散层，尤其适用于燃料电池汽车。

技术介绍

[0002]燃料电池是通过电化学反应将化学能转化为电能的一类电池，其中氢燃料电池以氢气以及氧气作为燃料，水作为产物，从能源消耗以及环境污染的角度来看，能够真正实现零排放，低污染，具有非常好的应用前景。相较于传统的汽车发动机，燃料电池由于其本身是电化学反应，不受卡诺循环的限制，有着更高的能量转化率，因此，在未来汽车、轮船、飞机等领域有着很大的应用前景。
[0003]燃料电池气体扩散层位于催化剂层与双极板之间，它在燃料电池中起着支撑催化剂层，气体传输，排水的作用。在低湿度下，阳极气体扩散层需要保证阳极催化剂层侧有一定的水份；在高湿度下，还需排出由于渗透作用从阴极传递至阳极的部分水，防止催化剂层水淹现象的产生。
[0004]气体扩散层由碳纸和微孔层组成。当前，对于微孔层的制备方法主要有三种，喷涂，刮涂，以及静电纺丝。刮涂法制备微孔层的主要缺点在于：刮涂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阳极自增湿气体扩散层及其制备方法，其特征在于，该气体扩散层中的微孔层是通过喷涂聚四氟乙烯与炭黑的均匀分散乙醇悬浮溶液制备的；其悬浮溶液由下述材料配制而成：接近碳纸侧微孔层，聚四氟乙烯(PTFE)：炭黑(CB)质量比＝3：7(溶剂为100ml乙醇)，远离碳纸侧微孔层，聚四氟乙烯：炭黑质量比＝1：9(溶剂为100ml乙醇)；其悬浮溶液制备流程为：在100ml的乙醇中加入7g炭黑并磁力搅拌30分钟，超声30分钟，重复四次，得到均匀分散液后，加入3g聚四氟乙烯，再进行一次30分钟的磁力搅拌与一次30分钟的超声，最终得到聚四氟乙烯与炭黑的均匀分散悬浮溶液；利用喷枪将上述悬浮溶液均匀喷涂至碳纸上，并通过加热板将乙醇加热挥发得到微孔层，上述操作需要的装置有喷枪，气泵，管式炉，辊压器；喷枪口垂直于碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘勇，李天涯，朱蔡翰，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：