一种阴极催化层油墨、阴极催化层、膜电极及燃料电池制造技术

本发明专利技术实施例提供了一种阴极催化层油墨、阴极催化层、膜电极及燃料电池。所述阴极催化层油墨包括铂类催化剂、短侧链全氟磺酸离聚物溶液、苯磺酸类化合物、水和分散溶剂，所述短侧链全氟磺酸离聚物溶液中的短侧链全氟磺酸离聚物和所述苯磺酸类化合物的质量之比为不低于1.5：1。所述阴极催化层油墨中，短侧链全氟磺酸离聚物水合能力较强，可以使阴极催化层在低相对湿度、低电流密度运行时内部保持润湿，具有较好的质子传输能力，苯磺酸类化合物与短侧链全氟磺酸离聚物相互配合，使得形成的离聚物包覆层因为空位效应不能再严密包覆铂，从而使阴极催化层在低相对湿度、高电流密度运行时具有优异的气体传质能力，因此能大大提高电池性能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种阴极催化层油墨、阴极催化层、膜电极及燃料电池


[0001]本专利技术属于燃料电池
，具体涉及一种阴极催化层油墨、阴极催化层、膜电极及燃料电池。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池是通过电化学反应将氢气中的化学能直接转变为电能的发电装置，具有能量转换效率高、零排放、无噪声等优点。膜电极是燃料电池的核心组成部分，由里及外分别由质子交换膜、催化层和扩散层三部分组成。目前采用的质子交换膜以全氟磺酸质子交换膜为主。而催化层是燃料电池电化学反应的场所，主要是由Pt催化剂与全氟磺酸离聚物和/或共价有机框架材料通过一定方法混合后转移到质子交换膜或者扩散层上制备而成。其中，Pt纳米颗粒的表面起到催化H2、O2的作用和传递电子的作用，而全氟磺酸离聚物和/或共价有机框架材料则起到传递质子的作用。
[0003]例如专利申请文件CN 111129529 A公开了共价有机框架材料用于燃料电池自增湿膜电极及其制备方法。该自增湿膜电极至少包括扩散层、催化层和全氟磺酸质子交换膜，在质子交换膜一侧设有掺杂负载磷酸的共价有机框架材料的催化层，另一侧设有含Pt本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阴极催化层油墨，其特征在于，包括铂类催化剂、短侧链全氟磺酸离聚物溶液、苯磺酸类化合物、水和分散溶剂，所述短侧链全氟磺酸离聚物溶液中的短侧链全氟磺酸离聚物和所述苯磺酸类化合物的质量之比为不低于1.5：1。2.根据权利要求1所述的阴极催化层油墨，其特征在于，所述短侧链全氟磺酸离聚物和所述苯磺酸类化合物的质量之比为（1.5～5）：1。3.根据权利要求2所述的阴极催化层油墨，其特征在于，所述短侧链全氟磺酸离聚物和所述苯磺酸类化合物的质量之比为（1.5～3）：1。4.根据权利要求1或2所述的阴极催化层油墨，其特征在于，所述铂类催化剂包括铂黑、碳载铂和碳载铂合金中的至少一种。5.根据权利要求1所述的阴极催化层油墨，其特征在于，所述短侧链全氟磺酸离聚物的EW值为600～850g/cm2。6.根据权利要求1所述的阴极催化层油墨，其特征在于，所述苯磺酸类化合物包括苯磺酸及其盐、聚苯磺酸及其盐、卤代苯磺酸及其盐、烷基苯磺酸及其盐、羟基苯磺酸及其盐、羧基苯磺酸及其盐、乙烯基苯磺酸及其盐、聚乙烯苯磺酸及其盐和聚苯乙烯磺酸及其盐中的至少一种。7.根据权利要求6所述的阴极催化层油墨，其特征在于，所述聚苯乙烯磺酸及其盐包括聚苯乙烯磺酸、聚苯乙烯磺酸钠和聚苯乙烯磺酸钾中的至少一种。8.根据权利要求1或6所述的阴极催化层油墨，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王顺忠，曹雅丽，崔丽瑞，陈威，王力南，王志昌，张爱京，周明正，赵维，
申请(专利权)人：宁波绿动燃料电池有限公司，
类型：发明
国别省市：