直接醇类燃料电池的膜电极集合体的阴极结构和制作方法技术

本发明专利技术提供了一种直接醇类燃料电池膜电极集合体（ＭＥＡ）阴极结构和制作方法，所述的阴极为双微孔层结构，显著改进了ＭＥＡ的性能和稳定性。其制备过程的特征为：（１）、将碳粉和聚四氟乙烯（ＰＴＦＥ）乳液分散于异丙醇溶液形成均匀浆液，改变浆液中碳粉的类型及ＰＴＦＥ含量，得到不同组成配比的浆液。（２）、用喷涂等方式将浆液涂覆于支撑层，形成阳极微孔层，用相同方式将两种不同组成配比的浆液依次涂覆于同一支撑层，形成阴极双微孔层。（３）、用喷涂等方式将由催化剂和Ｎａｆｉｏｎ组成的墨水涂覆在阳极微孔层或阴极双微孔层上，形成阴极或阳极。（４）、将阳极、Ｎａｆｉｏｎ膜和阴极热压制得ＭＥＡ。该结构增强了阴极氧气传输和水的反扩散，显著提高了电池的功率密度和稳定性。

Cathode structure of membrane electrode assembly for direct alcohol fuel cell and manufacturing method thereof

The invention provides a cathode structure of a direct alcohol fuel cell membrane electrode assembly (MEA) and a manufacturing method thereof, wherein the cathode is a double microporous layer structure, which remarkably improves the performance and stability of the MEA. The preparation process of the characteristics are as follows: (1), powder and polytetrafluoroethylene (PTFE) emulsion dispersed in isopropanol solution to form a homogeneous slurry, change type and PTFE content in slurry toner, different composition ratio of slurry. (2) the slurry is coated on the supporting layer by spraying and the like, and the anode microporous layer is formed. In the same way, two different proportion of slurry are coated on the same support layer in order to form a cathodic double microporous layer. (3) the ink consisting of the catalyst and Nafion is coated on the anode microporous layer or the cathode double microporous layer by spraying and the like, forming a cathode or anode. (4) the anode, the Nafion film and the cathode heat were suppressed to MEA. The structure enhances the cathode oxygen transport and water back diffusion, and remarkably improves the power density and stability of the battery.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到直接醇类燃料电池膜电极集合体结构及制作方法，特别是 涉及一种直接醇类燃料电池膜电极集合体的阴极结构，所述的制作方法的使 用可以提高燃料电池膜电极集合体的氧传输效率和返水能力，有效地提高电 池的性能及其稳定性。
技术介绍
燃料电池具有高的能量转换效率和能量密度，低污染，是未来理想的动力电源，因而受到世界各国的广泛关注，近年来，世界各国都投入了大量人 力、物力和财力进行研究。近十多年来，各种便携式电子产品(如手机、掌上电脑、MP3等)的迅速普及，用户对高比能量化学电源的要求日益高涨。为 了适应各种新型电子产品对电池高能量密度的需求，从20世纪90年代中期 开始，世界各国许多知名公司和科研机构不断努力试图开发小功率的燃料电 池，将其作为便携式电源应用，如手机、笔记本电脑和数码相机等小型电子 设备的工作电源。直接醇燃料电池使用甲醇或乙醇等液体作为燃料，具有燃料来源丰富、 价格低廉、燃料易于运输和储存、能量密度高和易于微小型化等优点，适合 作为便携式电源，具有十分广阔的应用前景。其中最具代表性的是直接甲醇 燃料电池(DMFC)。 DMFC具有较高的能量密度，操作方便，但甲醇易本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直接醇类燃料电池的膜电极集合体，所述的膜电极集合体以碳纸或碳布为支撑层，在支撑层上涂覆由各种碳材料与聚四氟乙烯粘结剂组成的阳极或阴极的微孔层，在涂覆贵金属基催化剂和Ｎａｆｉｏｎ树脂组成的墨水，通过合适的热处理，将阳极、阴极和Ｎａｆｉｏｎ膜在一定条件下热压而成，其特征在于所述的阴极微孔层为内外两层的双微孔。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨辉，曹剑瑜，陈梅，邹志青，黄庆红，杜翀，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]