一种增强氧传输燃料电池催化层浆料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开一种增强氧传输燃料电池催化层浆料及其制备方法和应用，该浆料的制备原料包括：离聚物分散液、催化剂、去离子水和溶剂，通过将离聚物分散液、催化剂、去离子水和溶剂依次进行尖端超声、高速机械剪切和高压均质剪切处理得到。本发明专利技术使用尖端超声在溶剂体系中获得离聚物主链充分打开的第一浆料，继续添加溶剂，将去离子水充分润湿的催化剂粉末溶解于第一浆料中，在高剪分散条件下得到离聚物均匀包裹负载型贵金属颗粒的第二浆料，继续添加溶剂，在高压均质条件下得到体系均匀稳定的目标浆料，即得所需阴、阳极催化层浆料，喷涂后得到膜电极，提高了催化剂的利用率，降低了氧气传输的阻力，实现产品在高电位下电化学性能及功率密度的提升。率密度的提升。率密度的提升。

【技术实现步骤摘要】
一种增强氧传输燃料电池催化层浆料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于燃料电池
，具体涉及一种增强氧传输燃料电池催化层浆料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着氢能技术的进一步发展，氢气的制、储、运、用全产业链逐步升级打通，作为氢气终端应用之一的质子交换膜燃料电池(PEMFC，Proton Exchange Membrane Fuel Cell)也进入快速商业化发展的阶段。膜电极组件(MEA，Membrane Electrode Assembly)作为燃料电池核心组件，其结构、性能直接影响着燃料电池电堆及系统的性能、寿命和稳定性。
[0003]燃料电池的阴、阳极催化层在贵金属催化剂或贵金属合金催化条件下分别发生氧还原反应及氢氧化反应。PEMFC工作条件下，阳极氢气氧化反应动力学很快，1A/cm2电密下过电位仅为几十毫伏，然而阴极氧还原反应动力学较为缓慢，1A/cm2电密下过电位超过三百毫伏。影响MEA性能表现的因素主要分为以下三种极化：氧还原极化、欧姆极化及传输极化。这三种影响因素均与MEA核心原材料、催化层浆料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增强氧传输燃料电池催化层浆料，其特征在于，所述增强氧传输燃料电池催化层浆料的制备原料包括：离聚物分散液、催化剂、去离子水和溶剂，所述增强氧传输燃料电池催化层浆料通过将离聚物分散液、催化剂、去离子水和溶剂进行尖端超声、高速机械剪切和高压均质剪切处理得到。2.根据权利要求1所述的一种增强氧传输燃料电池催化层浆料的制备方法，其特征在于，所述增强氧传输燃料电池催化层浆料通过先将离聚物分散液与溶剂进行尖端超声再与催化剂、去离子水和溶剂进行高速机械剪切和高压均质剪切处理得到，所述方法包括以下步骤：S1：称取适量离聚物分散液和溶剂，将溶剂加入到离聚物分散液中，于密闭式搅拌釜中进行尖端超声处理，得到第一浆料；S2：将第一浆料与催化剂、去离子水、溶剂混合，于密闭式搅拌釜中进行高速机械剪切处理，得到第二浆料；S3：将第二浆料置于高压均质分散设备料斗中，加入适量溶剂，通过高压均质剪切处理得到所需浆料。3.根据权利要求2所述的一种增强氧传输燃料电池催化层浆料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，尖端超声处理的工艺条件为：在循环冷却水0
‑
15℃条件下，使用尖端超声设备进行尖端超声处理，超声频率为12
‑
24kHz，输出功率为50％
‑
90％，将混合物料处理10
‑
30min，混合均匀，得到第一浆料。4.根据权利要求2所述的一种增强氧传输燃料电池催化层浆料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述离聚物分散液与溶剂的质量比为(0.1
‑
10):1，所述离聚物分散液为商用Nafion、Aquivion、Flemion、Aciplex中的一种或几种的组合，所述溶剂为乙醇、正丙醇、异丙醇、乙二醇、丙二醇中的一种或几种的组合。5.根据权利要求2所述的一种增强氧传输燃料电池催化层浆料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，高速机械剪切的工艺条件为：在循环冷却水0
‑
15℃条件下，使用高剪工艺条件18
‑
30m/s将物料搅拌30
‑
90min，混合均匀，得到第二浆料。6.根据权利要求2所述的一种增强氧传输燃料电池催化层浆料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述第一浆料、催化剂、去离子水及溶剂的质量比为(10
‑
20):1:(3
‑
10):...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓云，徐鑫，庞从武，
申请(专利权)人：苏州安斯迪克氢能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：