一种空气自呼吸质子交换膜燃料电池微孔层浆料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种空气自呼吸质子交换膜燃料电池微孔层浆料及其制备方法和应用，微孔层浆料的原料包括：复合导电填料、硅烷偶联剂、复合树脂、分散剂、疏水剂；其中，复合导电填料由乙炔黑和多壁碳纳米管构成，多壁碳纳米管在复合导电填料中占50％‑70％；复合树脂由环氧树脂和聚氨酯构成，聚氨酯在复合树脂中占50％‑80％；制备时，采用硅烷偶联剂对复合导电填料进行表面改性后与其余原料混合混匀；该微孔层浆料不含有机溶剂且制成的微孔层应用于气体扩散层之后能够兼具提高对气体的传输能力、可将阴极多余的水及时排出，保证质子交换膜的自湿润性，可降低电荷传递电阻，提高导电率等，适于在制备空气自呼吸质子交换膜燃料电池中应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及质子交换膜燃料电池领域，具体涉及一种空气自呼吸质子交换膜燃料电池微孔层浆料及其制备方法和应用。

技术介绍

1、燃料电池是一种直接将化学能转化为电能的装置，能量转换效率可高达60-80％。质子交换膜燃料电池以其高能量转换效率、高能量密度和环境友好性等优点而得到认可。空气自呼吸质子交换膜燃料电池作为一种直接依靠气体扩散吸入空气中氧气的装置，不需要空压机、鼓风机以及相应的电池管阀和其他部件。此外，由于应用了膜电极免加湿技术，空气自呼吸燃料电池不需要加湿系统等辅助设备，大大简化了燃料电池系统，使得这种类型的燃料电池具备体积小、成本相对较低、能量转换效率高(比一般质子交换膜燃料电池高约20％)等优点。

2、然而，虽然空气自呼吸质子交换膜燃料电池近年来取得了一系列重大进展，但是仍存在一系列问题制约其大规模商业化，例如空气自呼吸质子交换膜燃料电池由于其无加热和无增湿及采取被动式汲氧，物质传输、电荷传递造成的性能较低及不稳定是亟待解决的问题；同时电池内部的水管理是较大的技术难题，水是质子交换膜燃料电池无法规避的电化学产物，当电池水管理能力不足时就本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种空气自呼吸质子交换膜燃料电池微孔层浆料，其特征在于，以质量份数计，所述微孔层浆料的原料包括：

2.根据权利要求1所述的空气自呼吸质子交换膜燃料电池微孔层浆料，其特征在于，所述乙炔黑与所述多壁碳纳米管的投料质量比为1∶1-1.5。进一步为1∶1-1.3。

3.根据权利要求1或2所述的空气自呼吸质子交换膜燃料电池微孔层浆料，其特征在于，所述乙炔黑的粒径为35-50nm；和/或，所述多壁碳纳米管的管径为40-80nm。

4.根据权利要求1所述的空气自呼吸质子交换膜燃料电池微孔层浆料，其特征在于，所述复合导电填料与所述硅烷偶联剂的投料质量比为1∶0.4...

【技术特征摘要】

1.一种空气自呼吸质子交换膜燃料电池微孔层浆料，其特征在于，以质量份数计，所述微孔层浆料的原料包括：

2.根据权利要求1所述的空气自呼吸质子交换膜燃料电池微孔层浆料，其特征在于，所述乙炔黑与所述多壁碳纳米管的投料质量比为1∶1-1.5。进一步为1∶1-1.3。

3.根据权利要求1或2所述的空气自呼吸质子交换膜燃料电池微孔层浆料，其特征在于，所述乙炔黑的粒径为35-50nm；和/或，所述多壁碳纳米管的管径为40-80nm。

4.根据权利要求1所述的空气自呼吸质子交换膜燃料电池微孔层浆料，其特征在于，所述复合导电填料与所述硅烷偶联剂的投料质量比为1∶0.4-0.8。

5.根据权利要求1所述的空气自呼吸质子交换膜燃料电池微孔层浆料，其特征在于，所述环氧树脂与所述聚氨酯的投料质量比为1∶1-2.5，进一步为1∶1.2-2.2。

6.根据权利要求1或5所述的空气自呼吸质子交换膜燃料电池微孔层浆料，其特征在于，所述环氧树脂包括双酚a型环氧树脂、双酚...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯家赫，姜永燚，江靖，
申请(专利权)人：碳际新材料苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：