质子交换膜燃料电池的膜电极的制备方法技术

技术编号:43359000 阅读:24 留言:0更新日期:2024-11-19 17:44
本发明专利技术提供了一种质子交换膜燃料电池的膜电极的制备方法,其中,质子交换膜燃料电池的膜电极,包括质子交换膜以及气体扩散层电极,所述气体扩散层电极由上至下依次包括与质子交换膜贴合的树脂薄层、催化剂层以及气体扩散层,所述催化剂层呈有序直孔结构,所述气体扩散层电极的铂载量为0.02‑0.3 mg/cm<supgt;2</supgt;。本发明专利技术中通过在催化剂层构建了有序的孔道结构,显著提升了低铂载量膜电极和质子交换膜燃料电池在高电流密度条件下的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于燃料电池,具体涉及一种质子交换膜燃料电池的膜电极的制备方法


技术介绍

1、质子交换膜燃料电池(pemfc)分别以高纯氢气和空气为燃料和氧化剂,通过燃料氢气和氧化剂空气之间的电化学反应直接将氢气中化学能转化为电能,不受卡诺循环限制,具有能量转换效率高、污染物零排放、环境友好等优点。

2、质子交换膜燃料电池发电系统由多个子系统和零部件组成。其中膜电极(mea)是其核心部件,是电化学反应发生的场所。膜电极通常由电解质膜和置于两侧的阳极、阴极组成,三者密切接触。其中阳极由阳极扩散层和阳极催化剂层构成,阴极由阴极扩散层和阴极催化剂层构成,阴极和阳极催化剂层与电解质膜接触。同时,阳极扩散层和阴极扩散层均由含憎水聚四氟乙烯的碳纸层和多孔层构成,两者碳纸的厚度和结构相同,多孔层厚度和结构可以相同也可以不同。

3、目前,电解质膜和扩散层已经形成商业化产品,而由催化剂和全氟磺酸树脂构成的催化剂层由于普遍使用贵金属铂,降低催化剂中贵金属催化剂的用量是控制质子交换膜燃料电池成本的关键。然而,低铂载量膜电极的性能在高电流密度条件下出现了明显下本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种质子交换膜燃料电池的膜电极的制备方法,其特征在于,包括步骤:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述催化剂浆料的制备方法包括步骤:

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述催化剂包括低铂载量的碳负载铂催化剂、碳负载二元及以上铂合金催化剂中的一种或多种。

4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述树脂浆料的制备包括步骤:

5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述溶剂包括N-甲基-2-吡咯烷酮、2-丁酮、二甲基甲酰胺、二甲亚砜、二甲基乙酰胺或乙醇中的一种或多种;

6.根据权利要求1所述...

【技术特征摘要】

1.一种质子交换膜燃料电池的膜电极的制备方法,其特征在于,包括步骤:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述催化剂浆料的制备方法包括步骤:

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述催化剂包括低铂载量的碳负载铂催化剂、碳负载二元及以上铂合金催化剂中的一种或多种。

4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述树脂浆料的制备包括步骤:

5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述溶剂包括n-甲基-2-吡咯烷酮、2-丁酮、二甲基甲酰胺、二甲亚砜、二甲基乙酰胺或乙醇中的一种或多种;

6.根据权利要求1所述的制备方法,其特...

【专利技术属性】
技术研发人员:查方林蔡宇峰鲁丹王笑蔡雅晴杨小玲万涛徐松魏加强吴俊杰刘奕奕
申请(专利权)人:国网湖南省电力有限公司电力科学研究院
类型:发明
国别省市:

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