膜电极及其制备方法、燃料电池技术

本发明专利技术提供了一种膜电极及其制备方法、燃料电池，膜电极包括阳极气体扩散层、阳极抗毒层、阳极催化层、质子膜、阴极催化层、阴极气体扩散层和密封层，阳极催化层和阴极催化层分别设于质子膜相对的两个表面上，阳极抗毒层设于阳极催化层上，密封层密封住质子膜、阳极催化层、阴极催化层和阳极抗毒层的侧面，阳极气体扩散层设于阳极抗毒层上，阴极气体扩散层设于阴极催化层上。本发明专利技术的膜电极具有较好的抗CO毒化能力，能够有效地提高燃料电池的使用寿命。命。命。

【技术实现步骤摘要】
膜电极及其制备方法、燃料电池


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，特别是涉及一种膜电极及其制备方法、燃料电池。

技术介绍

[0002]氢燃料电池是一种利用氢气和氧气发生反应，将化学能直接转化为电能的电池。由于质子交换膜燃料电池具有工作温度低、启动快、功率密度大、应用成熟等特点，在汽车上得到广泛应用。
[0003]目前，我国商用车保有量虽只占汽车保有量的12％左右，却导致了道路交通CO2排放的约56％。因此，氢燃料电池将是商用车达成“碳达峰”和“碳中和”的有效解决方案。目前，商用车燃料电池寿命约为15000h，还达不到与内燃机相媲美的寿命要求。因此，如何提升寿命是商用车燃料电池推广应用的最重要问题之一。
[0004]膜电极是燃料电池的重要组成部分，是电化学反应发生的场所，被比作燃料电池的芯片，其成本占据燃料电池总成本的60％以上。因此，膜电极的成本和寿命直接决定了燃料电池的成本和寿命。
[0005]膜电极的工作过程是：来自储氢罐的高纯度氢气燃料在经过阳极催化层时，经过铂催化剂的作用，被分解成氢质子和电子，氢质子通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种膜电极，其特征在于，包括阳极气体扩散层、阳极抗毒层、阳极催化层、质子膜、阴极催化层、阴极气体扩散层和密封层，所述阳极催化层和所述阴极催化层分别设于所述质子膜相对的两个表面上，所述阳极抗毒层设于所述阳极催化层上，所述密封层密封住所述质子膜、所述阳极催化层、所述阴极催化层和所述阳极抗毒层的侧面，所述阳极气体扩散层设于所述阳极抗毒层上，所述阴极气体扩散层设于所述阴极催化层上。2.根据权利要求1所述的膜电极，其特征在于，所述阳极抗毒层包括第一离子聚合物和负载于所述第一离子聚合物上的第一催化剂；所述第一离子聚合物的主链结构为—(CF2‑
CF)
x
(CF2‑
CF2)
y
—，其中y/x为5.8～7.0；所述第一离子聚合物的侧链结构为—O(CF2)
n
SO3H，其中n为2～4；所述第一离子聚合物的EW值为830g/eq～1000g/eq；和/或所述第一催化剂为Pt
‑
Ru/C催化剂、Pt
‑
Rh/C催化剂、Pt
‑
Pd/C催化剂、Pt
‑
Ir/C催化剂中的一种或多种；所述阳极抗毒层中Ru、Rh、Pd和Ir的载量之和为0.02mg/cm2～0.06mg/cm2；所述第一催化剂中Pt的质量百分比为20％～60％；和/或所述阳极抗毒层的厚度为1μm～3μm。3.根据权利要求1所述的膜电极，其特征在于，所述阳极催化层包括第二离子聚合物和负载于所述第二离子聚合物上的第二催化剂；所述第二离子聚合物的主链结构为—(CF2‑
CF)
x
(CF2‑
CF2)
y
—，其中y/x为5.8～7.0；所述第二离子聚合物的侧链结构为—O(CF2)
n
SO3H，其中n为2～4；所述第二离子聚合物的EW值为830g/eq～1000g/eq；和/或所述第二催化剂为Pt/C催化剂、Pt
‑
Co/C催化剂、Pt
‑
Ni/C催化剂中的一种或多种；所述第二催化剂中Pt的质量百分比为20％～60％，所述阳极催化层中Pt的负载量为0.05mg/cm2～0.1mg/cm2。4.根据权利要求1所述的膜电极，其特征在于，所述阴极催化层包括第三离子聚合物和负载于所述第三离子聚合物上的第三催化剂；所述第三离子聚合物的主链结构为—(CF2‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：于力娜，唐柳，朱雅男，刘江唯，张中天，王晶晶，王绍杉，杨帅，
申请(专利权)人：一汽解放汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：