一种陶瓷基高温质子交换膜电池CCM膜电极制造技术

本发明专利技术公开了陶瓷基高温质子交换膜电池CCM膜电极，CCM膜电极是采用陶瓷质子交换膜在磷酸中浸泡后定型，然后在其表面直接涂覆催化剂浆料，干燥后获得，CCM膜电极的工作温度是250～400℃。本发明专利技术一种陶瓷基高温质子交换膜电池CCM膜电极，解决了普遍采用GDE方法制备高温燃料电池膜电极存在的三相界面电阻较大、磷酸溢出导致催化剂“酸淹”失活及电池性能下降的问题，并且膜电极耐受温度更高，工作温度更高，应用范围更广。应用范围更广。

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷基高温质子交换膜电池CCM膜电极


[0001]本专利技术属于燃料电池膜电极领域，特别涉及一种陶瓷基高温质子交换膜电池CCM膜电极。

技术介绍

[0002]传统低温燃料电池采用的是直接涂覆的CCM膜电极制备工艺，即直接将催化剂涂敷在质子交换膜两侧获得催化剂/质子交换膜组件。而中高温燃料电池普遍采用GDE(气体扩散电极)的方式制备膜电极，即通过将催化层沉积在气体扩散层(GDL)表面得到电极，再将电极热压到质子交换膜两侧。其原因在于低温质子交换膜表面干燥，粘结剂能与膜表面形成键合作用力，而中高温质子交换膜表面吸附有磷酸，且易吸水导致膜表面湿滑，无法适用于传统低温燃料电池直接涂覆的CCM膜电极制备工艺。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是针对燃料电池，提供一种陶瓷基高温质子交换膜电池CCM膜电极。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种陶瓷基高温质子交换膜电池CCM膜电极，所述CCM膜电极是采用陶瓷质子交换膜在磷酸中浸泡后定型，然后在其表面直接涂覆催化剂浆料，干燥后获得，所述CCM膜电极本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷基高温质子交换膜电池CCM膜电极，其特征在于：所述CCM膜电极是采用陶瓷质子交换膜在磷酸中浸泡后定型，然后在其表面直接涂覆催化剂浆料，干燥后获得，所述CCM膜电极的工作温度是250～400℃。2.根据权利要求1所述的陶瓷基高温质子交换膜电池CCM膜电极，其特征在于：所述陶瓷质子交换膜中的陶瓷材料为氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、硼化物陶瓷或硅化物陶瓷中的一种或两种以上的混合物；所述氧化物陶瓷为Al2O3、ZrO2、TiO2、MgO、CaO、BeO或ThO2；氮化物陶瓷为Si3N4、BN、AlN、TiN或Mg3N2；，碳化物陶瓷为SiC、WC或B4C；硼化物陶瓷为B2Zr、TiB2或LaB6；硅化物陶瓷为Ca2Si、Mg2Si、CrSi2或MoSi2。。3.根据权利要求1所述的陶瓷基高温质子交换膜电池CCM膜电极，其特征在于：所述磷酸的质量浓度为50％～85％，浸泡温度为25～120℃；浸泡时间为6～72h；所述定型是将泡磷酸后的陶瓷质子交换膜先擦拭干净表面游离的多余磷酸后平铺于加热板上予以定型。4.根据权利要求1所述的陶瓷基高温质子交换膜电池CCM膜电极，其特征在于：所述催化剂浆料是由粘接剂、质子导体、催化剂、溶剂混合而成，粘接剂：质子导体：催化剂的质量比为1：(10～50)：(0.5～5)，催化剂浆料中固含量为5％～50％。5.根据权利要求4所述的陶瓷基高温质子交换膜电池CCM膜电极，其特征在于：所述粘结剂为聚苯并咪唑、聚乙烯咪唑、聚乙烯吡咯烷酮、聚亚芳基哌啶、聚乙烯膦酸、全氟磺酸树脂、聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯中的一种或两种以上的混合物。6.根据权利要求4所述的陶瓷基高温质子交换膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：程寒松，陈刚，张运丰，李晔，成文杰，何立娟，
申请(专利权)人：武汉氢阳能源有限公司，
类型：发明
国别省市：