一种改善质子交换膜燃料电池阴极催化层水管理的膜电极制备方法及用途技术

本发明专利技术属于质子交换膜燃料电池技术领域，公开了一种改善质子交换膜燃料电池阴极催化层水管理的膜电极制备方法及用途。所述膜电极包括阳极催化层、质子交换膜、阴极催化层和气体扩散层。在高相对湿度测试下疏水层降低了催化层与气体扩散层之间的毛细管压力梯度，有利于反应生成水向气体扩散层侧排除，抑制了水向催化层扩散。本发明专利技术不仅兼顾质子传导能力的同时优化催化层中气/液/固三相界面，而且阴极催化层中形成亲疏水性梯度改善了水管理，大幅度地提高了燃料电池的性能。本发明专利技术对后续浆料工艺开发和铂担量的降低即膜电极成本的下降具有很重大的意义。有很重大的意义。有很重大的意义。

【技术实现步骤摘要】
一种改善质子交换膜燃料电池阴极催化层水管理的膜电极制备方法及用途


[0001]本专利技术属于质子交换膜燃料电池
，更具体地主要涉及种改善质子交换膜燃料电池阴极催化层水管理的膜电极制备方法及用途。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池(Proton exchange membrane fuel cell，PEMFC)具有操作温度低、能量转化效率高、启动快、排放清洁、工作无噪声、无振动以及功率密度高等优点，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。膜电极组件(Membrane electrode assembly，MEA)是PEMFC的心脏，而膜电极中catalyst
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coated membrane(CCM)是决定整个膜电极性能高低的关键部件之一，是燃料电池的反应场所，实现了化学能向电能的转换，包括阴阳极极催化层和质子交换膜。在低湿度条件下，MEA较干，导电率降低导致PEMFC性能降低；而高湿条件下，反应生成水较多，若MEA排水性不好就会导致水淹，PEMFC也会降低。因此保证催化层中的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改善质子交换膜燃料电池阴极催化层水管理的膜电极制备方法，所述膜电极包括阳极催化层、质子交换膜、阴极催化层和气体扩散层，其特征在于，步骤如下：S1：配制三份阴极催化剂浆料；第一份阴极催化剂浆料为含EW值为700～800的全氟磺酸树脂的催化剂浆料，形成亲水性催化剂浆料；第二份阴极催化剂为含EW值为950～1200的全氟磺酸树脂的催化剂浆料，形成疏水性催化剂浆料；第三份阴极催化剂为含第一份和第二份中两种不同EW值、按照不同质量比混合的全氟磺酸树脂的催化剂浆料，形成亲疏水适中的催化剂浆料；S2：在质子交换膜阴极侧表面依次喷涂所述亲水性催化剂浆料、亲疏水适中的催化剂浆料、疏水性催化剂浆料，形成具有亲疏水性梯度的三层结构阴极催化层；S3：在质子交换膜阳极侧表面喷涂与阴极侧相同的亲疏水适中的催化剂浆料，形成阳极催化层；S4：阴极催化层和阳极催化层分别附上气体扩散层和边框，热压成膜电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁长海，王强，李闯，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：