一种质子交换复合增强膜、制备方法、水电解膜电极及应用技术

本发明专利技术属于水电解槽、水电解膜电极技术领域，特别涉及一种质子交换复合增强膜、制备方法、水电解膜电极及应用。具体包括一种较薄的全氟磺酸树脂膜为内膜，在其两侧表面通过静电纺丝技术涂覆含有两种纤维的纳米纤维薄层，其中一种纳米纤维起到加强膜强度的作用，另一种纤维起到电催化作用，两种纳米纤维可以同步或者交替纺丝到质子交换膜内膜表面。此多功能增强膜可以降低质子交换膜电解水制氢系统的固态电解质膜厚度，提高质子传导率，同时可以降低气体的渗透率；采用此多功能复合膜制备的膜电极可有助于提高质子交换膜水电解制氢的效率。率。率。

Proton exchange composite reinforced membrane, preparation method, hydrolysis membrane electrode and Application

【技术实现步骤摘要】
一种质子交换复合增强膜、制备方法、水电解膜电极及应用


[0001]本专利技术属于电解水和固态电解质膜
，特别涉及一种质子交换复合增强膜、制备方法、水电解膜电极及应用。

技术介绍

[0002]质子交换膜(Proton Exchange Membrane，PEM)水电解槽(PEM Water Electrolyzer，PEMWE)具有电流密度大、产氢速率高、气体纯度高、系统紧凑、可直接生产高压氢气等优点，其对外部电压变动响应迅速，电压操作范围广，可与波动性较大的可再生能源(风电、光电、水电等)兼容联用，用于生产绿氢，具有广阔的应用前景，是几年来产氢行业的研发热点。
[0003]在PEMWE系统中，膜电极组件(membrane
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electrode assembly，MEA)是整个系统的核心部件，其性能和成本决定着整个系统的性能、寿命、成本及应用场景。MEA一般由三部分组成，包括：用于传导质子和分隔阴阳极的质子交换膜、用于析氧反应的阳极催化层及其多孔传输扩散层、和用于析氢反应的阴极电催化层及其扩散层，其中阳极催化层和阴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种质子交换复合增强膜，其特征在于，包括内膜和分别设置于内膜两侧的纳米纤维层，所述内膜为全氟磺酸树脂膜，所述纳米纤维层中包括全氟磺酸树脂、贵金属基催化剂和聚芳醚砜，所述聚芳醚砜以纳米纤维形式存在。2.根据权利要求1所述的质子交换复合增强膜，其特征在于，所述内膜厚度不超过150μm；优选的，所述内膜的厚度不超过100μm。3.根据权利要求2所述的质子交换复合增强膜，其特征在于，所述纳米纤维层包括第一薄层和第二薄层，所述第一薄层和所述第二包层分别设置于所述内膜的两侧；所述第一薄层中树脂质量含量范围为30wt％～95wt％；所述第一薄层中贵金属的使用量为0.01～0.15mg/cm2；所述第二薄层中树脂质量含量范围为5wt％～50wt％；所述第二薄层中，贵金属的使用量为0.05～0.5mg/cm2。4.根据权利要求1所述的质子交换复合增强膜，其特征在于，所述纳米纤维层中，所述贵金属基催化剂包括铂基催化剂或其他贵金属基催化剂中的一种或多种的组合；所述铂基催化剂包括铂黑、碳载铂催化剂、铂基二元金属催化剂、铂基多元金属催化剂、铂基核壳二元催化剂或铂基核壳多元催化剂中的一种或多种的组合。5.根据权利要求4所述的质子交换复合增强膜，其特征在于，所述纳米纤维层中，聚芳醚砜的使用量范围为0.05～0.5mg/cm2。6.根据权利要求4所述的质子交换复合增强膜，其特征在于，所述纳米纤维层的厚...

【专利技术属性】
技术研发人员：周卫江，唐琪雯，陈罗倩雯，陈孟杰，杨航，舒正龙，王云，陈翠容，李云，陈启章，
申请(专利权)人：中自环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：