一种燃料电池CCM及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种燃料电池CCM及其制备方法，属于燃料电池膜电极组件的设计和优化方法领域。一种燃料电池CCM，包括催化层和质子交换膜，所述催化层中催化剂载体的平均孔径≥5nm；当所述质子交换膜的厚度≤15μm时，催化层浆料的平均粒径为3.6～5.5μm；当所述质子交换膜的厚度＞15μm时，催化层浆料的平均粒径为1.5～3.5μm。本发明专利技术根据催化剂载体的孔径性质，结合质子交换膜厚度，调整浆料平均粒径范围，膜电极高电流密度下性能得到有效提升。膜电极高电流密度下性能得到有效提升。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池CCM及其制备方法


[0001]本专利技术属于燃料电池膜电极组件的设计和优化方法领域，具体涉及一种燃料电池CCM及其制备方法。

技术介绍

[0002]膜电极组件(MEA)是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的核心部分，由催化层(CL)、质子交换膜(PEM)和气体扩散层(GDL)三部分组成，其中催化层(CL)和质子交换膜(PEM)组合称为催化剂涂覆膜(CCM)。CCM作为MEA最重要的组成部分，不仅可以传导质子，还是电化学反应场所，直接影响膜电极性能和耐久性。而近年来，大多数研究都集中在对催化层的优化上，多数都是针对催化层浆料，包括调整浆料中树脂含量、加入PTFE、十六烷基三甲基溴化胺等分散剂、制备新型催化剂等。多数研究都是仅分析单一变量对性能的影响，并没有结合材料特性匹配最佳浆料配方来设计和优化CCM。
[0003]中国电子科技集团的张军研究了单一变量(不同分散溶剂、不同质子交换膜等)对膜电极性能的影响。但其没有考虑催化剂载体的孔结构等自身特性、浆料粒径对浆料分散效果的影响。

技术实现思路

[0004]本专利技本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池CCM，其特征在于，包括催化层和质子交换膜，所述催化层中催化剂载体的平均孔径≥5nm；当所述质子交换膜的厚度≤15μm时，催化层浆料的平均粒径为3.6～5.5μm；当所述质子交换膜的厚度＞15μm时，催化层浆料的平均粒径为1.5～3.5μm。2.一种燃料电池CCM的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)质子交换膜的厚度≤15μm时：载体平均孔径≥5nm的碳载贵金属催化剂中加入分散溶剂，超声分散均匀后，加入离子聚合物，搅拌均匀，通过调整分散溶剂中水和有机溶剂的比例，控制浆料的平均粒径为3.6μm～5.5μm；将浆料涂覆在厚度≤15μm的质子交换膜上，得到燃料电池CCM；(2)质子交换膜的厚度＞15μm时：载体平均孔径≥5nm的碳载贵金属催化剂中加入分散溶剂，超声分散均匀后，加入离子聚合物，搅拌均匀，通过调整分散溶剂中水和有机溶剂的比例，控制浆料的平均粒径为1.5μm～3.5μm；将浆料涂覆在厚度＞15μm的质子交换膜上，得到燃料电池CCM。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂包括乙醇、二甲基乙酰胺、正丙醇、异丙醇、丙三醇、N
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甲基吡咯烷酮中的一种或两种...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩雪，李光伟，许亭，王强，邢丹敏，罗赛，李雯祺，韩志佳，
申请(专利权)人：新源动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：