一种质子交换膜燃料电池膜电极的多孔催化层及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种质子交换膜燃料电池膜电极的多孔催化层及其制备方法和应用。所述多孔催化层中包括催化剂、全氟磺酸树脂和造孔剂，其中，所述造孔剂包括疏水性气相二氧化硅。本发明专利技术通过在催化层中加入疏水性气相二氧化硅，造孔的同时可以稳定存在于催化层中，具有较好透气性、疏水性且不易形变，有效地改善了催化层因受到挤压而造成孔隙率减小的现象，进而提升了膜电极的性能。而提升了膜电极的性能。而提升了膜电极的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种质子交换膜燃料电池膜电极的多孔催化层及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于燃料电池
，涉及一种质子交换膜燃料电池膜电极的多孔催化层及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池不受卡诺循环限制，具有高效、零排放、无污染等优点，目前被认为是替代化石燃料内燃机最理想和最有前途的动力系统。在过去的二十年中，质子交换膜燃料电池的性能得到了显著的改善，寿命也有大的提升，成本下降比较明显。目前随着示范城市群政策的出台，使得质子交换膜燃料电池发展步伐向前迈出了更大的一步。但是，质子交换膜燃料电池目前仍存在许多急需改进的地方，距离其真正的全面商业化仍有较长的路要走。
[0003]膜电极作为质子交换膜燃料电池核心部件之一，其组成分为：阳极气体扩散层、阳极催化层、质子交换膜、阴极催化层、阴极气体扩散层。阴阳极气体扩散层用来传递反应产生的电子、将反应气体均匀分配到催化层并将催化层反应产生的水及时排出。质子交换膜在膜电极中起到隔绝阴阳极反应气体、传递质子、绝缘垫子的作用。阴阳极催化层是燃料和氧化剂发生氧化还原反应的场所，催化层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种质子交换膜燃料电池膜电极的多孔催化层，其特征在于，所述多孔催化层中包括催化剂、全氟磺酸树脂和造孔剂，其中，所述造孔剂包括疏水性气相二氧化硅。2.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池膜电极的多孔催化层，其特征在于，所述催化剂包括铂碳催化剂、铂合金催化剂或非铂类催化剂中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述催化层的孔隙率为30～60％。3.根据权利要求1或2所述的质子交换膜燃料电池膜电极的多孔催化层，其特征在于，所述疏水性气相二氧化硅的粒径尺寸范围为5～20nm。4.根据权利要求1
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3任一项所述的质子交换膜燃料电池膜电极的多孔催化层，其特征在于，所述疏水性气相二氧化硅的比表面积为100～230m2/g。5.一种如权利要求1
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4任一项所述的质子交换膜燃料电池膜电极的多孔催化层的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将催化剂、全氟磺酸树脂离聚物、造孔剂和溶剂混合，得到催化层浆料，将催化层浆料涂覆于质子交换膜表面，得到多孔催化层；其中，所述造孔剂包括疏水性气相二氧化硅。6.根据权利要求5所述的质子交换膜燃料电池膜电极的多孔催化层的制备方法，其特征在于，所述全氟磺酸树脂离聚物与催化剂中的载体的质量比为(0.2～1.2):1；优选地，所述造孔剂与催化剂中的载体的质量比为(0.1～0.5):1。7.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：王英，祝传贺，李潇龙，袁振华，李琦，
申请(专利权)人：中汽创智科技有限公司，
类型：发明
国别省市：