一种燃料电池用碳纸气体扩散层及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种燃料电池用碳纸气体扩散层及其制备方法，该扩散层包括基体层、微孔层，基体层与微孔层之间设有用于增加透气性的透气层，透气层包括负载于基体上的磺酸基团，磺酸基团上接枝有金属离子。该制法为：制备碳纸基体层，与铵盐水溶液混合干燥后，真空煅烧，使得铵盐分解成

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池用碳纸气体扩散层及制备方法


[0001]本专利技术涉及一种气体扩散层及其制备方法，尤其涉及一种燃料电池用碳纸气体扩散层及其制备方法。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池(PEMFCs)具有良好的环境效益以及高的功率密度，因此在移动工具领域具有极大的应用前景，部分取代动力锂电池在汽车领域的市场份额。PEMFCs由气体扩散层(GDL)、双极板以及膜电极(MEA)组成，其中GDL需要把反应气体从通道中输送到膜电极表面，且提供通道将阴极反应产生的水从催化层流到电堆外面，在此过程中需要良好的气体透过性、低电阻、耐蚀性、基体疏水性以及良好液体流出通道。常用的气体扩散层由基底层、疏水层以及微孔层组成。
[0003]在PEMFCs大规模市场化应用的前景下，不仅需要降低催化剂成本和提高稳定性，还需要降低扩展层的成本和耐久性，提高进气效率保证催化反应高效进行。目前商业化考虑最优选择是碳纸作为基底层，通过改进碳纸制造工艺来降本增效，另外就是对碳纸表面进行改性、对疏水层进行优化以及改善微孔层孔隙率等工艺。例如：通过在基底层建立线性孔隙梯度可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池用碳纸气体扩散层，包括基体层、微孔层，其特征在于，所述基体层与微孔层之间设有用于增加透气性的透气层，所述透气层包括负载于基体上的磺酸基团，所述磺酸基团上接枝有金属离子。2.根据权利要求1所述的燃料电池用碳纸气体扩散层，其特征在于，所述磺酸基团由负载于基体上的铵盐热分解制得。3.根据权利要求1所述的燃料电池用碳纸气体扩散层，其特征在于，所述金属离子由金属盐与还原剂经还原反应原位制得。4.一种权利要求1所述燃料电池用碳纸气体扩散层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制备碳纸基体层；(2)将碳纸基体层与铵盐水溶液混合，干燥后，进行真空煅烧，使得铵盐分解成
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SO3H官能团附着于碳纸上；(3)将步骤(2)得到的碳纸与金属盐、还原剂混合，使得还原后的金属接枝于
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SO3H官能团上，然后进行清洗、干燥；(4)利用水乳液将碳粉和PTFE混合，然后喷射于步骤(3)得到的碳纸上形成微孔层，在惰性气氛下煅烧得到所述碳纸气体扩散层。5.根据权利要求4所述燃料电池用碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：王旭，欧阳春，简刚，高平平，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
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