阴极催化层的制备方法、膜电极的制备方法及膜电极技术

本申请涉及一种阴极催化层的制备方法、膜电极的制备方法及膜电极，阴极催化层形成在膜电极的质子交换膜上，方法包括：分别提供第一催化剂浆液、第二催化剂浆液和第三催化剂浆液；其中，第一催化剂浆液、第二催化剂浆液和第三催化剂浆液中的至少部分包括的离子聚合物溶液的类型不同，第一催化剂浆液、第二催化剂浆液和第三催化剂浆液分别包括的溶剂的介电常数不同；于质子交换膜的上表面涂覆第一催化剂浆液形成第一子催化层；于第一子催化层的上表面涂覆第二催化剂浆液形成第二子催化层；于第二子催化层的上表面涂覆第三催化剂浆液形成第三子催化层。该方法能提高质子传输速率，减弱对催化剂活性位点的覆盖，提高催化反应效率，提升膜电极性能。提升膜电极性能。提升膜电极性能。

【技术实现步骤摘要】
阴极催化层的制备方法、膜电极的制备方法及膜电极


[0001]本申请涉及燃料电池膜电极
，特别是涉及一种阴极催化层的制备方法、膜电极的制备方法及膜电极。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池是一种直接将化学能转化为电能的新型能源装置，具有能量转化率高、工作温度较低、绿色清洁等优点。质子交换膜燃料电池的关键部件即产生电能的部件是膜电极。膜电极主要由质子交换膜、阳极催化层、阴极催化层和气体扩散层组成。其中，阳极催化层主要将氢气分解成氢离子和电子，阴极催化层则是质子、电子与氧气在催化作用下产生水的场所。阴极催化层作为电化学反应的场所，其制备工艺对膜电极性能至关重要。
[0003]目前，在燃料电池膜电极的制备工艺中，常使用催化剂浆液涂布到质子交换膜两侧形成阴阳极催化层。但在使用传统的制备方法制备的阴极催化层中，质子在阴极催化层的传输速率较低，而且离子聚合物极易大面积覆盖活性位点，使催化剂无法有效发挥其本身的性能。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对相关技术中阴极催化层无法有效发挥催化性能的问题提供一种阴极催化层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阴极催化层的制备方法，其特征在于，所述阴极催化层形成在膜电极的质子交换膜上，所述方法包括：分别提供第一催化剂浆液、第二催化剂浆液和第三催化剂浆液；其中，所述第一催化剂浆液、所述第二催化剂浆液和所述第三催化剂浆液中的至少部分包括的离子聚合物溶液的类型不同，所述第一催化剂浆液、所述第二催化剂浆液和所述第三催化剂浆液分别包括的溶剂的介电常数不同；于所述质子交换膜的上表面涂覆所述第一催化剂浆液形成第一子催化层；于所述第一子催化层的上表面涂覆所述第二催化剂浆液形成第二子催化层；于所述第二子催化层的上表面涂覆所述第三催化剂浆液形成第三子催化层。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别提供第一催化剂浆液、第二催化剂浆液和第三催化剂浆液，包括：提供第一溶剂和第一离子聚合物溶液混合形成的所述第一催化剂浆液；其中，所述第一溶剂包括正丁醇和水的混合溶剂；提供催化剂、第二溶剂和第二离子聚合物溶液混合形成的所述第二催化剂浆液；其中，所述第二溶剂包括二甲基亚砜和水的混合溶剂；提供所述催化剂、第三溶剂和第三离子聚合物溶液混合形成的所述第二催化剂浆液；其中，所述第三溶剂包括异丙醇和水的混合溶剂，所述第一离子聚合物溶液和所述第二离子聚合物溶液的类型相同，所述第二离子聚合物溶液和所述第三离子聚合物溶液的类型不同。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一离子聚合物溶液和所述第二离子聚合物溶液的类型为长侧链类型，所述第三离子聚合物溶液的类型为短侧链类型。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一溶剂中所述正丁醇和所述水的质量分数比例范围为(6～9):(4～1)；所述第二溶剂中所述二甲基亚砜和所述水的质量分数比例范围为(5～9):(5～1)；所述第三溶剂中所述异丙醇和所述水的质量分数比例范围为(5～9):(5～1)。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二催化剂浆液中，所述第二离子聚合物与催化剂载体的质量比例范围为0.7～1.1；所述第三催化剂浆液中，所述第三离子聚合物与催化剂载体的质量比例范围为0.7～1.1。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：张中天，于力娜，王晶晶，刘晓雪，高梦阳，朱雅男，唐柳，赵拓，
申请(专利权)人：一汽解放汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：