一种PEM燃料电池气体扩散层的加工工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种PEM燃料电池气体扩散层的加工工艺，属于气体扩散层加工技术领域。本发明专利技术用于解决现有技术中气体扩散层的导热性能、气体扩散性能和导电性能有待进一步提高的技术问题，一种PEM燃料电池气体扩散层的加工工艺，包括以下步骤：将改性碳纳米管、改性碳酸钙、3,4‑二氨基苯甲酸和甲磺酸加入到氮气保护的三口烧瓶中搅拌，三口烧瓶温度升高至130‑150℃，保温反应6‑8h，得到碳纳米管复合树脂溶液。本发明专利技术不仅提高了气体扩散层的表面粗糙度和孔隙率，还在提高气体扩散层导热系数与透气率的同时，降低了气体扩散层在垂直方向和水平方向的电阻。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及气体扩散层加工，具体涉及一种pem燃料电池气体扩散层的加工工艺。

技术介绍

1、pem燃料电池是一种常见的燃料电池类型，是一种将化学能转化为电能的装置，其关键组成部分包括阳极、阴极和电解质。其中，气体扩散层是燃料电池阴极部分的重要构件，其主要功能是提供气体通道，使反应气体能够均匀地分布到阴极催化剂层中，同时具有收集电流、传导热量的作用。

2、现有技术中的pem燃料电池气体扩散层通常采用碳纤维纸或碳布作为基材，其存在一些问题。首先，气体扩散层的导热性能不足，电阻较高，在燃料电池工作时，在燃料电池上会产生大量热量，却热量无法有效传递，燃料电池的性能和稳定性有待进一步提高。其次，气体扩散层透气率和孔隙率低，气体扩散层的电阻高，低透气率和孔隙率阻碍了燃料电池中的反应气体流通，导致了燃料电池的效率有待进一步提高。

3、针对此方面的技术缺陷，现提出一种解决方案。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种pem燃料电池气体扩散层的加工工艺，用于解决现有技术中，气体扩散层的导热性能本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种PEM燃料电池气体扩散层的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种PEM燃料电池气体扩散层的加工工艺，其特征在于，步骤S1中改性碳纳米管、改性碳酸钙、3,4-二氨基苯甲酸和甲磺酸的用量比为3g:2g:3g:15mL；步骤S2中后处理操作包括以下步骤：甲磺酸挥发干之后，培养皿温度降低至室温，向培养皿中加入5wt％氢氧化钠溶液，将薄膜完全淹没，浸泡50-80min，分去氢氧化钠溶液并用纯化水对薄膜进行漂洗至中性，得到碳纳米管复合膜；步骤S3中后处理操作包括：自然降温至室温后，将多层碳纳米管复合薄膜放置到60wt％硝酸中浸泡2-3天，使用纯化水对多...

【技术特征摘要】

1.一种pem燃料电池气体扩散层的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种pem燃料电池气体扩散层的加工工艺，其特征在于，步骤s1中改性碳纳米管、改性碳酸钙、3,4-二氨基苯甲酸和甲磺酸的用量比为3g:2g:3g:15ml；步骤s2中后处理操作包括以下步骤：甲磺酸挥发干之后，培养皿温度降低至室温，向培养皿中加入5wt％氢氧化钠溶液，将薄膜完全淹没，浸泡50-80min，分去氢氧化钠溶液并用纯化水对薄膜进行漂洗至中性，得到碳纳米管复合膜；步骤s3中后处理操作包括：自然降温至室温后，将多层碳纳米管复合薄膜放置到60wt％硝酸中浸泡2-3天，使用纯化水对多层碳纳米管复合薄膜进行漂洗至中性，将薄膜平铺摊开放置到温度为60-70℃的干燥箱中，真空干燥至恒重，得到复合碳基层。

3.根据权利要求1所述的一种pem燃料电池气体扩散层的加工工艺，其特征在于，改性碳纳米管由以下步骤加工得到：

4.根据权利要求3所述的一种pem燃料电池气体扩散层的加工工艺，其特征在于，步骤a1中多壁碳纳米管、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、无水乙醇和氨水的用量比为3g:2-3g:15ml:5ml，所述后处理操作包括：反应完成之后，三口烧瓶温度降低至室温，抽滤，滤饼用纯化水洗涤至中性后使用无水乙醇淋洗，将滤饼转移到温度为65-75℃的干燥箱中，真空干燥至恒重，得到预处理碳纳米管；步骤a2中预处理碳纳米管、四氢呋喃和对苯二甲酸的用量比为3g:30ml:2g，所述后处理操作包括：反应完成之后，三口烧瓶温度降低至室温，抽滤，滤饼用四氢呋喃淋洗三次后抽干，将滤饼转移到温度为60-70℃的干燥箱中，干燥至恒重，得到改性碳纳米管。

5.根据权利要求1所述的一种pem燃料电池气体扩散层的加工工艺，其特征在于，改性碳酸钙的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾振华，严成，
申请(专利权)人：苏州铂瑞电极工业有限公司，
类型：发明
国别省市：