一种膜电极及其制备方法和应用技术

本申请涉及一种膜电极及其制备方法和应用，属于燃料电池技术领域；通过使靠近质子交换膜一侧催化颗粒粒径较大，抑制由于膜附近催化颗粒溶解再沉淀导致，从而避免形成催化本体枯竭带而导致质子运输迟缓造成欧姆损失；同时使靠近质子交换膜一侧离子聚合物含量较低，能显著增加质子交换膜附近催化本体离子的输运阻力，阻碍了催化本体离子向质子交换膜的扩散，有助于减小催化本体损耗；同时降低靠近质子交换膜一侧的催化本体载量，提升远离质子交换膜一侧催化本体离子载量，有利于阻碍了催化本体离子向质子交换膜的扩散，有助于减小催化本体损耗，从而使膜电极的耐久性得到显著提升。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及燃料电池，尤其涉及一种膜电极及其制备方法和应用。

技术介绍

1、由于质子交换膜燃料电池以氢气为燃料，不会生成污染物如sox、nox、co、co2等，因此为解决汽车产生的环境问题以及能源问题提供了一个新的方案。

2、膜电极组件是质子交换膜燃料电池最核心的部分，它是燃料电池产生电流的核心组件，其被誉为燃料电池的“心脏”，是发生电化学反应的核心场所，膜电极的好坏决定了电池的性能。膜电极组件通常由质子交换膜、阳极催化层、阴极催化层、阳极气体扩散层以及阴极气体扩散层组成。目前燃料电池的耐久性仍有较大的提升空间。

技术实现思路

1、本申请提供了一种膜电极及其制备方法和应用，以改善目前膜电极耐久性不佳的问题。

2、第一方面，本申请提供了一种膜电极，所述膜电极包括质子交换膜和催化层，所述催化层包括第一子层和第二子层，所述第一子层设于所述质子交换膜和所述第二子层之间；所述第一子层包括第一催化颗粒和第一离子聚合物，所述第一催化颗粒包括第一载体和负载于所述第一载体的第一催化本体；所述第二子层包括第本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种膜电极，其特征在于，所述膜电极包括质子交换膜和催化层，所述催化层包括第一子层和第二子层，所述第一子层设于所述质子交换膜和所述第二子层之间；所述第一子层包括第一催化颗粒和第一离子聚合物，所述第一催化颗粒包括第一载体和负载于所述第一载体的第一催化本体；所述第二子层包括第二催化颗粒和第二离子聚合物，所述第二催化颗粒包括第二载体和负载于所述第二载体的第二催化本体；所述第一催化颗粒的粒径大于所述第二催化颗粒的粒径，所述第一子层中所述第一催化本体的载量小于所述第二子层中所述第二催化本体的载量，所述第一子层中所述第一离子聚合物的含量小于所述第二子层中所述第二离子聚合物的含量。

2....

【技术特征摘要】

1.一种膜电极，其特征在于，所述膜电极包括质子交换膜和催化层，所述催化层包括第一子层和第二子层，所述第一子层设于所述质子交换膜和所述第二子层之间；所述第一子层包括第一催化颗粒和第一离子聚合物，所述第一催化颗粒包括第一载体和负载于所述第一载体的第一催化本体；所述第二子层包括第二催化颗粒和第二离子聚合物，所述第二催化颗粒包括第二载体和负载于所述第二载体的第二催化本体；所述第一催化颗粒的粒径大于所述第二催化颗粒的粒径，所述第一子层中所述第一催化本体的载量小于所述第二子层中所述第二催化本体的载量，所述第一子层中所述第一离子聚合物的含量小于所述第二子层中所述第二离子聚合物的含量。

2.根据权利要求1所述的膜电极，其特征在于，所述第一催化颗粒的粒径大于4nm；和/或

3.根据权利要求1所述的膜电极，其特征在于，所述第一子层中所述第一催化本体的载量为0.05mg/cm2～0.15mg/cm2；和/或

<...

【专利技术属性】
技术研发人员：周江峰，唐雪君，史建鹏，官树猛，高佳武，
申请(专利权)人：东风汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：