膜电极、膜电极组件及其制备方法技术

本发明专利技术涉及燃料电池技术领域，尤其涉及膜电极、膜电极组件及其制备方法。膜电极组件包括：质子交换膜、两层接触设置的阳极催化层和一层阴极催化层；两层接触设置的阳极催化层和一层阴极催化层分别设置于质子交换膜的两侧；其中，第一阳极催化层与质子交换膜接触设置，第一阳极催化层中的阳极催化剂为可催化氢氧化反应的非Pt催化剂；第二阳极催化层中的阳极催化剂为Pt/C。本发明专利技术的膜电极组件，能够有效切断启停过程阳极氢空界面“反向电流机制”产生的电回路，从而有效抑制阴极碳材料的氧化，进而使膜电极具有“抗启停”的保护功能，显著降低启停过程对燃料电池膜电极的损伤。低启停过程对燃料电池膜电极的损伤。低启停过程对燃料电池膜电极的损伤。

【技术实现步骤摘要】
膜电极、膜电极组件及其制备方法


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，尤其涉及膜电极、膜电极组件及其制备方法。

技术介绍

[0002]氢燃料电池是一种可以将氢气中的化学能直接转化为电能的装置，具有能量转化效率高、无污染等特点。膜电极是氢燃料电池的“心脏”，电化学反应就发生在膜电极中。膜电极通常由阳极催化层、阴极催化层、质子交换膜、阳极气体扩散层、阴极气体扩散层构成。阳极催化层发生氢氧化反应(HOR)，通常由Pt/C催化剂和导质子的树脂构成。阴极催化层发生氧还原反应(ORR)，通常也由Pt/C催化剂和导质子的树脂构成。质子交换膜通常由全氟磺酸树脂组成，主要起传导质子，隔绝电子和气体的作用。阴阳极气体扩散层通常由碳纸或碳布及单侧一层微孔层构成，分别用于向阴阳极催化层中传输空气和氢气，以及排出多余的水。
[0003]燃料电池在启停过程中，阳极催化层中容易混入一定量的空气(主要来源于阴极空气通过质子交换膜的渗透以及管道渗入)，从而形成氢空界面，如图2所示。阳极催化层的空气区域在Pt/C催化剂的催化作用下，可发生氧还原反应，从而抬高阴极催化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种膜电极组件，其特征在于，包括：质子交换膜、两层接触设置的阳极催化层和一层阴极催化层；所述两层接触设置的阳极催化层和一层阴极催化层分别设置于所述质子交换膜的两侧；其中，第一阳极催化层与所述质子交换膜接触设置，所述第一阳极催化层中的阳极催化剂为可催化氢氧化反应的非Pt催化剂；第二阳极催化层中的阳极催化剂为Pt/C。2.根据权利要求1所述的膜电极组件，其特征在于，在所述第一或第二阳极催化层中，阳极催化剂占阳极催化层的重量百分比为30％～70％。3.根据权利要求1或2所述的膜电极组件，其特征在于，所述第一阳极催化层中的阳极催化剂为Ru/C、Ir/C、IrRu/C中的至少一种。4.根据权利要求1～3中任一项所述的膜电极组件，其特征在于，所述阴极催化层中含有阴极催化剂Pt/C。5.根据权利要求1～4中任一项所述的膜电极组件，其特征在于，所述第一或第二阳极催化层中还包括：全氟磺酸树脂；优选所述全氟磺酸树脂占所述阳极催化层的重量百分比为30％～70％。6.权利要求1～5中任一项所述的膜电极组件的制备方法，其特征在于，包括：(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡超，艾勇诚，陈峰，
申请(专利权)人：三一电动车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：