质子交换膜燃料电池的催化剂浆液的检测方法及其应用技术

本发明专利技术提供了一种质子交换膜燃料电池的催化剂浆液的检测方法及其应用，涉及膜电极的技术领域，本发明专利技术的检测方法包括以下步骤：待测的质子交换膜燃料电池的催化剂浆液滴液于胶带粘贴在基底膜上所形成的连接处，利用连接处的厚度差进行刮涂，再干燥，得到涂层干膜，之后利用显微镜观察涂层干膜的质量，并与设计目标进行比较。本发明专利技术利用胶带粘贴在基底膜上所形成的连接处的厚度差进行浆液的刮涂，进而形成涂层，解决了现有的催化剂浆液检测方法不能准确判断催化剂浆液能否满足涂布加工要求的技术问题，达到了催化剂浆液通过快速检测就能够准确判断其能否满足涂布加工的要求，有效避免了后期涂层质量不合格导致成本浪费的技术效果。效果。效果。

【技术实现步骤摘要】
质子交换膜燃料电池的催化剂浆液的检测方法及其应用


[0001]本专利技术涉及膜电极的
，尤其是涉及一种质子交换膜燃料电池的催化剂浆液的检测方法及其应用。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池是一种新型的能源装置。它具有高能量密度、高能量转换效率以及污染物排放低等的特点，可以作为交通工具和便携电子设备上的电源。
[0003]膜电极组件(MEA，Membrane Electrode Assembly)是质子交换膜燃料电池的核心元件，而催化层是MEA的核心部分，催化层既是电化学反应的场所，同时也为质子、电子、反应气体和水提供运输通道，因此其结构对MEA的成本及性能有很大的影响。催化层的制备过程大致可分为两步：一是催化剂浆液的配置过程，二是催化层涂布和干燥过程；而催化层的微观结构主要由催化剂浆液制备工艺所控制。
[0004]目前，催化剂浆液的配方工艺都是通过实验来优化的，由于缺少对催化剂浆液相关性能的检测，因此导致生产出来的催化剂浆液存在难以满足后续涂布加工要求的风险。现有的催化剂浆液的检测方法一般为粒度测试和流变测试，然而粒度测试需要将浆液稀释，因此不能代表浆液的实际状态，而流变测试的剪切条件与实际涂布条件不同，所以上述两种方法均不能准确判断催化剂浆液能否满足涂布加工的要求。
[0005]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的之一在于提供一种质子交换膜燃料电池的催化剂浆液的检测方法，能够实现催化剂浆液的快速检测，能够准确判断其能否满足涂布加工的要求。
[0007]本专利技术的目的之二在于提供一种质子交换膜燃料电池的催化剂浆液的检测方法的应用。
[0008]为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
[0009]第一方面，一种质子交换膜燃料电池的催化剂浆液的检测方法，包括以下步骤：
[0010]待测的质子交换膜燃料电池的催化剂浆液滴液于胶带粘贴在基底膜上所形成的连接处，利用连接处的厚度差进行刮涂，再干燥，得到涂层干膜，之后利用显微镜观察涂层干膜的质量，并与设计目标进行比较。
[0011]进一步的，所述滴液的量在3ul以上。
[0012]进一步的，所述胶带包括透明胶带；
[0013]优选地，所述胶带的厚度为20
‑
80微米，优选50微米。
[0014]进一步的，所述基底膜包括PTFE膜、e
‑
PTFE膜以及PI膜中的至少一种。
[0015]进一步的，所述检测方法包括以下步骤：
[0016]A、将胶带粘贴到基底膜上形成连接处；
[0017]其中，所述基底膜是置于底材上的；
[0018]优选地，所述底材包括玻璃片；
[0019]B、将待测的质子交换膜燃料电池的催化剂浆液移液到所述连接处上，利用连接处的厚度差进行刮涂，再干燥，得到涂层干膜，再利用显微镜观察涂层干膜的质量，并与设计目标进行比较，以判断所述催化剂浆液的配方及其制备工艺是否满足涂布工艺的要求；
[0020]优选地，所述移液的方式包括利用移液器进行移液；
[0021]优选地，所述移液器包括移液枪；
[0022]优选地，所述刮涂的工具包括刮片。
[0023]进一步的，所述基底膜的形状包括长方形或正方形；
[0024]优选地，基底膜的尺寸为10
‑
30cm。
[0025]进一步的，所述胶带的宽度为0.8
‑
5cm，长度为10
‑
30cm。
[0026]进一步的，所述待测的质子交换膜燃料电池的催化剂浆液主要由催化剂、水、离聚物以及异丙醇制备而成；
[0027]优选地，所述催化剂的I/C为0.8
‑
1.4；
[0028]优选地，所述待测的质子交换膜燃料电池的催化剂浆液的制备方法包括以下步骤：
[0029](a)按比例混合催化剂、水、离聚物以及异丙醇，得到备用的质子交换膜燃料电池的催化剂浆液；
[0030](b)步骤(a)中备用的质子交换膜燃料电池的催化剂浆液经纳米分散后得到待测的质子交换膜燃料电池催化剂浆液；
[0031]优选地，所述纳米分散的压力为50
‑
100MPa，纳米分散的次数为2
‑
10次。
[0032]进一步的，所述催化剂包括含铂催化剂；
[0033]优选地，所述含铂催化剂中的铂含量为40
‑
60％。
[0034]第二方面，本专利技术提供了一种上述任一项所述的检测方法在质子交换膜燃料电池生产中的应用。
[0035]与现有技术相比，本专利技术至少具有如下有益效果：
[0036]本专利技术提供的质子交换膜燃料电池的催化剂浆液的检测方法，通过显微镜观察催化剂浆液干燥后所形成的涂层干膜就能够直观地判断出其质量效果，其中，催化剂浆液滴液于胶带粘贴在基底膜上所形成的连接处上，再利用胶带粘贴在基底膜上所形成的连接处的厚度差进行浆液的刮涂，进而形成涂层，然后干燥形成涂层干膜，再通过显微镜观察其质量；本专利技术是通过使用工具模拟催化剂浆液在剪切力作用下的涂布过程，得到对应的涂层质量并进行分析，进而准确判断生产后的催化剂浆液能否满足涂布加工要求，有效避免了后期涂层质量不合格导致的成本浪费的问题，其根据的实验机理为：催化剂涂层在涂布末尾浆液不足时所得涂层厚度约为50微米左右，在显微镜下观察此部分干燥后涂层的质量为棕黄色，内部无团簇颗粒，则证明催化剂浆液的质量较好，能够满足涂布工艺的要求，而如果涂层内部有团簇颗粒，则可知此浆液涂布所得涂层存在裂缝、气孔等缺陷，则不能满足涂布工艺的要求。本专利技术的检测方法工艺简单，易于操作，能够快速检测并准确判断催化剂浆液能否满足涂布加工的要求，有效避免了后期涂层质量不合格所导致的成本浪费。
[0037]本专利技术提供的质子交换膜燃料电池的催化剂浆液的检测方法的应用，能够快速检测并准确判断催化剂浆液能否满足涂布加工的要求，避免了制造成本的浪费。
附图说明
[0038]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0039]图1为本专利技术实施例1提供的催化剂浆液纳米分散2次后再干燥得到的涂层的质量实物图；
[0040]图2为本专利技术实施例2提供的催化剂浆液纳米分散5次后再干燥得到的涂层的质量实物图；
[0041]图3为本专利技术实施例3提供的催化剂浆液纳米分散8次后再干燥得到的涂层的质量实物图。
具体实施方式
[0042]下面将结合实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种质子交换膜燃料电池的催化剂浆液的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：待测的质子交换膜燃料电池的催化剂浆液滴液于胶带粘贴在基底膜上所形成的连接处，利用连接处的厚度差进行刮涂，再干燥，得到涂层干膜，之后利用显微镜观察涂层干膜的质量，并与设计目标进行比较。2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述滴液的量在3ul以上。3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述胶带包括透明胶带；优选地，所述胶带的厚度为20
‑
80微米，优选50微米。4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述基底膜包括PTFE膜、e
‑
PTFE膜以及PI膜中的至少一种。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括以下步骤：A、胶带粘贴到基底膜上形成连接处；其中，所述基底膜是置于底材上的；优选地，所述底材包括玻璃片；B、将待测的质子交换膜燃料电池的催化剂浆液移液到所述连接处上，利用连接处的厚度差进行刮涂，再干燥，得到涂层干膜，再利用显微镜观察涂层干膜的质量，并与设计目标进行比较，以判断所述催化剂浆液的配方及其制备工艺是否满足涂布工艺的要求；优选地，所述移液的方式包括利用移液器进行移液；优选地，所述移液器包括移液枪；优选地，所述刮涂的工具包括刮片。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：晁威，菲利普，
申请(专利权)人：未势能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：