用于燃料电池电极的气体扩散层、其制备方法和应用技术

本申请公开了一种用于燃料电池电极的气体扩散层，其特征在于，所述气体扩散层包括支撑层和微孔层，其中，所述支撑层包括碳纤维和疏水剂，所述微孔层包括碳材料、疏水剂和粘结剂，所述支撑层和所述微孔层中的至少一者还包括催化剂，所述催化剂包括载体和由载体负载的选自铂、铜、锌、金、镍中的至少一种的金属。本申请还公开了一种该气体扩散层的制备方法以及该气体扩散层在高温聚合物电解质膜燃料电池中的应用。本申请所制备的气体扩散层具有优异的耐CO性能。的耐CO性能。

【技术实现步骤摘要】
用于燃料电池电极的气体扩散层、其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于燃料电池领域，具体而言涉及一种用于燃料电池电极的气体扩散层、其制备方法以及包含其的高温聚合物电解质膜燃料电池。

技术介绍

[0002]基于磷酸电解质的高温(150～200℃)聚合物电解质膜燃料电池，由于其较高的工作温度具有较快的电极反应过程动力学以及对阳极CO等毒化物种较强的耐受性，是一种极有潜力的新型燃料电池技术，可以直接利用对甲醇等液体燃料经过重整之后的富氢燃料，在交通工具、移动备用电源等传统油机替代领域具有广阔的应用前景。在实际应用中，高温聚合物电解质膜燃料电池技术的应用场景均为与重整制氢装置联用，重整气组分多为甲醇重整气、乙醇重整气等醇类重整混合气，以及汽油、柴油重整气、甲烷重整气等化石燃料重整混合气，重整气中氢气含量通常为30％～70％之间，而CO含量通常为1％～5％之间。由于CO对贵金属电催化剂的优势吸附作用，该浓度的CO可导致阳极催化层毒化进而引发性能的降低。
[0003]目前文献中报道的缓解CO毒化策略主要集中于操作条件优化与电极材料改进两方面。提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于燃料电池电极的气体扩散层，其特征在于，所述气体扩散层包括支撑层和附着在支撑层表面的微孔层，其中，所述支撑层包括碳纤维和疏水剂，所述微孔层包括碳材料、疏水剂和粘结剂，所述支撑层和所述微孔层中的至少一者还包括催化剂，所述催化剂包括载体和由载体负载的选自铂、铜、锌、金、镍中的至少一种的金属。2.根据权利要求1所述的气体扩散层，其特征在于，所述支撑层包括催化剂，所述催化剂在所述支撑层中载量范围为0.1～2mg/cm2；和/或所述微孔层包括催化剂，所述催化剂在所述微孔层中载量范围为0.1～2mg/cm2。3.根据权利要求1所述的气体扩散层，其特征在于，在所述催化剂中，所述金属的质量含量为3％～25％；优选地，在所述催化剂中，所述金属的质量含量为5％～20％。4.根据权利要求1所述的气体扩散层，其特征在于，所述金属选自铂、金、铜锌合金中的至少一种；所述载体包括分子筛和多孔陶瓷中的至少一种；优选地，所述分子筛选自硅铝型分子筛、铝磷型分子筛、杂原子骨架型分子筛中的至少一种，所述多孔陶瓷选自多孔氧化铝陶瓷、碳化硅陶瓷、氮化硅陶瓷、羟基磷灰石陶瓷中的至少一种。5.根据权利要求1所述的气体扩散层，其特征在于，所述支撑层的厚度为20～1500μm，孔隙率为30％～80％；所述微孔层的厚度为5～50μm，孔隙率为30％～80％。6.根据权利要求1所述的气体扩散层，其特征在于，所述支撑层和所述微孔层中的疏水剂选自聚偏氟乙烯和聚四氟乙烯中的至少一种；所述粘结剂选自聚苯并咪唑、全氟磺酸聚合物、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯中的至少一种；所述碳材料选自无定形碳、碳纳米管、石墨烯中的至少一种；所述碳纤维的形式为碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：王素力，夏章讯，孙公权，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：