一种膜电极阴极催化层及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种膜电极阴极催化层及其制备方法与应用，属于燃料电池技术领域。所述膜电极阴极催化层包括第一催化层和第二催化层，所述第一催化层包括第一催化剂和第一离聚物，所述第二催化层包括第二催化剂和第二离聚物，第一催化剂的氧含量<第二催化剂的氧含量；所述第一催化剂的氧含量为4.5

【技术实现步骤摘要】
一种膜电极阴极催化层及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于燃料电池
，具体涉及一种膜电极阴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组件，膜电极的性能和耐久性很大程度取决于膜电极中催化剂涂布膜(CCM)的催化剂层的结构。通常的CCM分为三层结构，质子交换膜位于中间，质子交换膜的两侧分别是阳极催化层和阴极催化层。燃料电池的工作原理上，阳极是完成氢气氧化反应(HOR)的场所,阴极是完成氧还原反应(ORR)的场所；阳极产生的电子通过外电路做功后流到阴极，同时产生的[H
+
]穿过电解质膜达到阴极；之后和氧气反应生产水。
[0003]随着燃料电池技术的发展，燃料电池往大功率方向发展，且要求成本下降。意味着需要在不增加电堆膜电极数量的情况下提高膜电极的性能，尤其是高电流密度下的性能提高。在高电流密度下，传质阻力是膜电极性能的最大影响因素。而传质阻力可以分为主要的两个方面：氧分子在催化层孔道内扩散的分子扩散传质阻力和氧分子穿过覆盖在催化剂表面的离聚物薄层的局部传质阻力(local oxy本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种膜电极阴极催化层，其特征在于，所述膜电极阴极催化层包括第一催化层和第二催化层，所述第一催化层包括第一催化剂和第一离聚物，所述第二催化层包括第二催化剂和第二离聚物，第一催化剂的氧含量<第二催化剂的氧含量；所述第一催化剂的氧含量为4.5
‑
9.0％，所述第二催化剂的氧含量为9
‑
21％。2.如权利要求1所述的膜电极阴极催化层，其特征在于，所述膜电极阴极催化层的厚度为3
‑
30μm；所述第一催化层的厚度占膜电极阴极催化层厚度的10
‑
90％。3.如权利要求1所述的膜电极阴极催化层，其特征在于，所述膜电极阴极催化层的铂载量为100
‑
500μg/cm2；优选地，所述第一催化层的铂载量为50
‑
200μg/cm2；优选地，所述第二催化层的铂载量为50
‑
300μg/cm2。4.如权利要求1所述的膜电极阴极催化层，其特征在于，所述第一催化剂为金属负载量在10
‑
80wt％的Pt/C或Pt
‑
M/C催化剂；所述第二催化剂为金属负载量在10
‑
80wt％的Pt/C或Pt
‑
M/C催化剂；其中，M为Co，Ni，Mn，Pd，Sn，Au，Ag，Ir，Ru，Cu，Fe中的至少一种。5.如权利要求4所述的膜电极阴极催化层，其特征在于，所述第一催化剂的金属负载量为25
‑
60wt％...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵明全，梁景棠，郑冬勇，黄里顺，林康龙，杨云松，叶思宇，邹渝泉，唐军柯，孙宁，
申请(专利权)人：鸿基创能科技广州有限公司，
类型：发明
国别省市：