一种水电解制氢装置用气体扩散层及其制备方法和膜电极制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种水电解制氢装置用气体扩散层的制备方法，包括制备前体纤维网步骤、制备固结纤维网步骤、高温碳化步骤和疏水处理步骤。相比于目前商用碳纤维湿法造纸工艺制备出的碳纤维基材及气体扩散层，采用本发明专利技术水电解制氢装置用气体扩散层的制备方法制备的气体扩散层提升了气体扩散层与其外部催化层的贴合性，降低其总体的电阻率，同时具备良好的柔性和机械强度。相比于非织造干法成网工艺制备出的碳纤维基材及气体扩散层，本发明专利技术水电解制氢装置用气体扩散层还具备高均匀性。本发明专利技术还提供了一种水电解制氢装置用气体扩散层和膜电极。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水电解制氢，具体涉及一种水电解制氢装置用扩散层及其制备方法，本专利技术还涉及一种膜电极。

技术介绍

1、水电解制氢被认为是未来制氢的发展方向，特别是利用可再生能源电解水制氢，具备将大量可再生能源电力转移到难以深度脱碳工业部门的潜力，成为各国瞄准的方向和攻关重点。目前电解水的工业装置，通过电解槽可分为：碱性电解槽、固体氧化物电解槽和聚合物薄膜电解槽（pem），其中pem电解水制氢技术具备快速启停优势，能匹配可再生能源发电的波动性。

2、区别于碱性电解水制氢，pem电解水制氢选用具有良好化学稳定性、质子传导性、气体分离性的全氟磺酸质子交换膜作为固体电解质替代石棉膜，能有效阻止电子传递，提高电解槽安全性。pem水电解槽主要部件由内到外依次是质子交换膜、阴阳极催化层、阴阳极气体扩散层、阴阳极端板等。其中气体扩散层、催化层与质子交换膜组成膜电极，是整个水电解槽物料传输以及电化学反应的主场所，直接影响pem水电解槽的性能和寿命。气体扩散层为pem水电解制氢装置的核心部件之一，具有支撑催化层结构、导电、传热、排出气体、同时需要保证反应水输送到达本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种水电解制氢装置用气体扩散层的制备方法，其特征在于，按重量份计包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的水电解制氢装置用气体扩散层的制备方法，其特征在于，在制备前体纤维网步骤中，所述普通碳纤维前体为PAN纤维、沥青基碳纤维和纤维素纤维中的至少一种，所述PAN超细短纤维的直径为100～200 nm，所述PAN超细短纤维的长度为1～4 mm；

3.如权利要求2所述的水电解制氢装置用气体扩散层的制备方法，其特征在于，所述PAN超细短纤维的制备方法为：提供平均分子量为100～150 KD的聚丙烯腈溶于DMF中以制备出质量分数为8%～12%的聚丙烯腈纺丝原液，设置静电纺丝...

【技术特征摘要】

1.一种水电解制氢装置用气体扩散层的制备方法，其特征在于，按重量份计包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的水电解制氢装置用气体扩散层的制备方法，其特征在于，在制备前体纤维网步骤中，所述普通碳纤维前体为pan纤维、沥青基碳纤维和纤维素纤维中的至少一种，所述pan超细短纤维的直径为100～200 nm，所述pan超细短纤维的长度为1～4 mm；

3.如权利要求2所述的水电解制氢装置用气体扩散层的制备方法，其特征在于，所述pan超细短纤维的制备方法为：提供平均分子量为100～150 kd的聚丙烯腈溶于dmf中以制备出质量分数为8%～12%的聚丙烯腈纺丝原液，设置静电纺丝的电压为8～20 kv，通过静电纺丝工艺制备初级纤维，再将初级纤维经过冷冻、打碎和干燥过程制得pan超细短纤维。

4.如权利要求1所述的水电解制氢装置用气体扩散层的制备方法，其特征在于，在制备前体纤维网步骤中，所述悬浮液中还包括湿增强剂，所述湿增强剂为聚乙烯醇、聚丙烯酰胺和聚乙二醇中的至少一种；

5.如权利要求1所述的水电解制氢装置用气体扩散层的制备方法，其特征在于，在制备前体纤维网步骤中，所述碳纤维前体和pan超细短纤维均先进行预氧化处理后再混合制...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁利萍，刘力，李灵悰，李耀，
申请(专利权)人：上海炘都科技有限公司，
类型：发明
国别省市：