一种低界面阻抗PEM水电解膜电极阳极催化层制备方法技术

本发明专利技术涉及质子交换膜水电解制氢技术领域，尤其涉及一种低界面阻抗PEM水电解膜电极阳极催化层制备方法。将阳极催化剂分散在去离子水和有机溶剂中，加入离子交换树脂，混合均匀分别制得阳极催化剂浆料A和阳极催化剂浆料B，将阳极催化剂浆料A和阳极催化剂浆料B分别涂布在阳极集流体扩散层钛毡表面和质子交换膜表面；所述阳极催化剂浆料A和阳极催化剂浆料B的催化剂总含量与目标膜电极阳极催化剂载量相同。本发明专利技术通过将阳极催化剂分别涂在钛毡表面和质子交换膜表面，增强催化层与钛毡的结合力，增大两相界面间的接触面积，有效改善水电解膜电极集流体扩散层与催化层间的界面接触电阻，提升膜电极性能，有利于构建低贵金属载量膜电极。载量膜电极。载量膜电极。

【技术实现步骤摘要】
一种低界面阻抗PEM水电解膜电极阳极催化层制备方法


[0001]本专利技术涉及质子交换膜(PEM)水电解制氢
，尤其涉及一种低界面阻抗PEM水电解膜电极阳极催化层制备方法。

技术介绍

[0002]PEM水电解槽阳极常采用钛毡作为集流体扩散层，钛毡由钛纤维或钛粉烧结而成，孔隙率较大，表面粗糙度大，导致其与催化层接触面积小，造成界面接触电阻增加。一方面会影响电子传输速率，致使电解槽产热量增加，膜电极性能下降，电解效率降低，容易形成局部热点导致膜电极耐久性下降。另一方面当降低催化剂载量，催化层厚度减薄，界面接触问题更为凸显，不利于低贵金属载量膜电极的制备。现有技术常采用以下几种技术路线解决上述问题：(1)在钛纤维烧结型钛毡表面使用钛粉烧制微孔层结构(MPL)；(2)钛毡正反面使用不同纤维直径的钛纤维，来控制正反两面的孔结构，形成过渡孔结构。方法(1)和(2)均能在结构上构建梯度孔结构提升传质，增大与催化层表面的接触面积。但由于在工作电压和酸性条件下，钛毡表面易形成氧化层，增大组件间的界面接触电阻。因此，均需要采取在钛毡表面镀贵金属(如：铂、铱、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低界面阻抗PEM水电解膜电极阳极催化层制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：将阳极催化剂分散在去离子水和有机溶剂中，加入离子交换树脂，混合均匀分别制得阳极催化剂浆料A和阳极催化剂浆料B，将阳极催化剂浆料A和阳极催化剂浆料B分别涂布在阳极集流体扩散层钛毡表面和质子交换膜表面；所述阳极催化剂浆料A和阳极催化剂浆料B的催化剂总含量与目标膜电极阳极催化剂载量相同；所述阳极催化层由涂布在钛毡表面的阳极催化剂浆料A形成的催化剂A催化层和涂布在质子交换膜表面的阳极催化剂浆料B形成的催化剂B催化层组成。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述目标膜电极阳极催化剂载量为0.1～3mg
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/cm2。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的阳极催化剂浆料A和阳极催化剂浆料B分别为铱基或钌基催化剂，包括铱黑、氧化铱、铱基金属合金、负载型氧化铱、钌黑、氧化钌、负载型氧化钌、铱钌合金中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述阳极催化剂浆料A涂布在钛毡表面的制备工艺为喷涂，阳极催化剂浆料B涂布在质子膜表面的涂布工艺为喷涂、刮涂、热压转印、狭缝涂布中的一种。5.根据权利要求1所述的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘会兵，陈桂银，张晨，邢丹敏，
申请(专利权)人：新源动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：