一种高温低湿自呼吸燃料电池用膜电极制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高温低湿自呼吸燃料电池用膜电极制备方法，通过在阳极侧催化层中添加HMSN‑COOH，一方面改善其亲水性，另一方面提供充足的储水空间，且羧基还可与膜电极中的水合质子形成连续的氢键网络，进一步促进低湿下的质子传导。本发明专利技术方法操作简单方便，实用性强，所制备的催化层组装成燃料电池后在低湿条件下能够有效提升性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于膜电极制备，具体涉及一种高温低湿自呼吸燃料电池用膜电极制备方法。

技术介绍

1、质子交换膜燃料电池(pemfc)是一种高效、环保的能源转换装置，其核心组件膜电极(mea)在燃料电池性能中扮演着至关重要的角色。然而，pemfc在低湿条件下运行时，mea易出现干涸现象，导致质子传输困难，严重影响燃料电池的性能和寿命。

2、传统的pemfc系统通常带有加湿器来改善膜电极干涸的问题，然而，这会导致额外的空间占用，不利于pemfc的商业化。对此，研究者们尝试了各种方法，如优化膜材料、添加额外的亲水层等，然而，这些方法往往存在成本高、工艺复杂或效果有限等问题，难以满足实际应用的需求。

3、现有技术方法存在易堵塞孔隙，导致储水能力下降。此外在湿度稍高的情况下易发生水淹，难以合理平衡mea内的水分布的问题，或易导致较高的氧传输阻力等问题。

4、因此如何制备一种能够在高温低湿环境下具有优异性能的膜电极是有待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本专利技术的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高温低湿自呼吸燃料电池用膜电极制备方法，其特征在于：将羧基中空介孔二氧化硅掺入到阳极催化剂中作为阳极催化层，组装到膜电极中。

2.根据权利要求1所述的高温低湿自呼吸燃料电池用膜电极制备方法，其特征在于：所述羧基中空介孔二氧化硅在阳极催化层中的质量百分含量为1～5％。

3.根据权利要求1或2所述的高温低湿自呼吸燃料电池用膜电极制备方法，其特征在于：所述阳极催化剂包括Pt/C催化剂；所述羧基中空介孔二氧化硅在阳极催化层中的质量百分含量为2.5％。

4.根据权利要求1或2所述的高温低湿自呼吸燃料电池用膜电极制备方法，其特征在于：所述膜电极包括质子交换...

【技术特征摘要】

1.一种高温低湿自呼吸燃料电池用膜电极制备方法，其特征在于：将羧基中空介孔二氧化硅掺入到阳极催化剂中作为阳极催化层，组装到膜电极中。

2.根据权利要求1所述的高温低湿自呼吸燃料电池用膜电极制备方法，其特征在于：所述羧基中空介孔二氧化硅在阳极催化层中的质量百分含量为1～5％。

3.根据权利要求1或2所述的高温低湿自呼吸燃料电池用膜电极制备方法，其特征在于：所述阳极催化剂包括pt/c催化剂；所述羧基中空介孔二氧化硅在阳极催化层中的质量百分含量为2.5％。

4.根据权利要求1或2所述的高温低湿自呼吸燃料电池用膜电极制备方法，其特征在于：所述膜电极包括质子交换膜。

5.根据权利要求1所述的高温低湿自呼吸燃料电池用膜电极制备方法，其特征在于：所述阳极催化层的制备方法包括将nafion溶液、催化剂、羧基中空介孔二氧化硅、有机溶剂和水混合作为浆料，将所述浆料混合均匀并涂敷在质子交换膜的阳极侧作为阳极催化层。

6.根据权利要求4所述的高温低湿自呼吸燃料电池用膜电极制备方法，其特征在于：所述质子交换膜包括nafion膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙恩样，王旻，杜姿亭，李玉华，王秀月，邹杰鑫，吴明铂，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：