一种空冷燃料电池催化层、其制备方法及膜电极技术

本发明专利技术提供一种空冷燃料电池催化层、其制备方法及膜电极，所述空冷燃料电池催化层包括催化剂和离聚物，所述离聚物为具有五元环结构的全氟磺酸离聚物。本发明专利技术通过将具有五元环结构的全氟磺酸离聚物应用于空冷燃料电池催化层中，全氟磺酸离聚物中的五元环结构能够提高氧的溶解度，降低氧的传输阻力，并与催化剂表面的质子和电子反应，解决空冷燃料电池催化层在无外增湿条件下使用时导致的催化层质子传导率偏低的问题；五元环结构能够抑制催化层中离聚物薄层产生堆叠和局部团聚，优化催化层的孔分布，提高空冷燃料电池催化层的催化活性；具有五元环结构的全氟磺酸离聚物有更强的机械稳定性，提高空冷燃料电池催化层的稳定性。提高空冷燃料电池催化层的稳定性。提高空冷燃料电池催化层的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种空冷燃料电池催化层、其制备方法及膜电极


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，具体而言，涉及一种空冷燃料电池催化层及其制备方法。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池是燃料电池体系中重要的成员之一，是目前最有希望的新一代绿色能源动力系统，有助于解决能源危机和环境污染等问题。作为质子交换膜燃料电池的核心部件膜电极，主要由质子交换膜、催化层和扩散层构成，膜电极中催化层的微观结构是由涂覆在质子交换膜上的浆料所决定，浆料中离聚物的种类对催化剂活性、质子和电子的迁移速度有很大影响。
[0003]其中，质子交换膜燃料电池由于冷却方式的不同可以分为空气冷却燃料电池(空冷燃料电池)与液体冷却燃料电池(水冷燃料电池)。目前，空冷燃料电池多被应用在备用电源，无人机动力电池、叉车动力电池和便携式电源等场景。相对于水冷燃料电池，空冷燃料电池具有结构简单紧凑、寄生重量低及寄生功耗低、供电反应迅速等优点，但在环境适应能力上存在不足，空冷燃料电池普遍存在低温冷启动困难及低温环境下堆芯温度维持困难等问题，通常在无外增湿、低压条件下运行。由于空冷燃料电池的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空冷燃料电池催化层，其特征在于，包括催化剂和离聚物，所述离聚物为具有五元环结构的全氟磺酸离聚物。2.根据权利要求1所述的空冷燃料电池催化层，其特征在于，所述具有五元环结构的全氟磺酸离聚物的分子结构式为：所述具有五元环结构的全氟磺酸离聚物包括两个重复单元，其中一个重复单元上包含五元环结构。3.根据权利要求1所述的空冷燃料电池催化层，其特征在于，所述催化剂包括碳载体和担载在所述碳载体上的铂或铂合金。4.根据权利要求3所述的空冷燃料电池催化层，其特征在于，所述铂或铂合金的担载量为0.2
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0.4mg/cm2。5.根据权利要求1所述的空冷燃料电池催化层，其特征在于，所述离聚物与所述催化剂的质量比为(0.25
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0.6):1。6.一种空冷燃料电池催化层的制备方法，用于制备如权利要求1
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5任一项所述的空冷燃料电池催化层，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、将离聚物溶解于超纯水中，制成离聚物溶液；步骤S2、将催化剂用超纯水润湿，然后加入低沸点醇和所述离聚物溶液，得到混合溶液，将所述混合溶液混合均...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕海峰，王冠雄，王治豪，肖彩林，
申请(专利权)人：深圳航天科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：