一种燃料电池电极催化层及包含其的膜电极制造技术

本发明专利技术公开了一种燃料电池电极催化层及包含其的膜电极，属于燃料电池技术领域。所述燃料电池电极催化层由表面包覆有催化剂颗粒的树脂颗粒相互粘合堆积而成，在树脂颗粒之间具有交错的孔道结构，提高了反应物料在催化层中的传输能力，并且覆盖在树脂外层的催化剂具有较高的利用率。本发明专利技术还涉及上述燃料电池电极催化层的制备方法，首先在加热条件下通过静电作用将由催化剂和树脂配成的粉料吸附并粘接在膜的表面，然后通过热压使其进一步固化形成稳定的催化层。成稳定的催化层。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池电极催化层及包含其的膜电极


[0001]本专利技术属于燃料电池
，具体涉及一种燃料电池电极催化层及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]膜电极是燃料电池的核心部件，其结构由质子交换膜、催化层和气体扩散层组成，其中质子交换膜用于传输参与电化学反应的质子，催化层是电化学反应发生的场所，两者结合成的催化剂/质子交换膜组件是膜电极的核心部件。传统制备膜电极催化层使用的刮涂法、转印法和喷涂法均使用溶剂来分散树脂成分，即将树脂溶液和催化剂混合配成浆料后转移至膜表面，干燥后形成催化层。这种方法的优点是能够实现较高的催化剂和树脂成分的分散程度，且操作简单。然而，树脂溶液在干燥时不易形成孔道结构，不利于反应物料在催化层中的传输，另一方面容易形成树脂包裹催化剂颗粒的结构，降低了催化剂的利用率。此外，使用溶剂不仅会带来膜的溶胀问题，溶剂的挥发过程还带来了额外能耗和环境污染，提升了催化层的制备成本。

技术实现思路

[0003]为了解决现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种燃料电池电极催化层及包含其的膜电极。所述燃料电池电极催化层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池电极催化层，其特征在于：所述燃料电池电极催化层由表面包覆有催化剂颗粒的树脂颗粒相互粘合堆积而成，并且在树脂颗粒之间具有交错的孔道结构；所述树脂颗粒的粒径为0.1
‑
10μm；所述催化剂颗粒的粒径为1
‑
20nm；所述电极催化层中催化剂和树脂的质量比为20:1
‑
1:20。2.根据权利要求1所述的燃料电池电极催化层，其特征在于：所述催化剂选自Pt/C或铂黑中的一种；所述树脂选自Nafion
‑
H、PVDF或PTFE中的一种。3.根据权利要求1或2所述的燃料电池电极催化层的制备方法，其特征在于：(1)将催化剂颗粒和树脂颗粒充分研磨、混匀，得到催化层粉料；(2)将所述催化层粉料均匀...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵志刚，刘欣毅，宋微，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：