一种涉及离子液体的低温启动特性膜电极制备方法技术

技术编号:46240045 阅读:9 留言:0更新日期:2025-08-29 19:51
本发明专利技术属于燃料电池膜电极制备技术领域,具体是一种涉及离子液体的低温启动特性膜电极制备方法,包括如下步骤:(1)催化层制备:将阴极催化剂浆料、阳极催化剂浆料分别喷涂于PTFE薄膜表面,经转印法制得3层CCM膜电极;所述阳极催化层由质子传导添加剂、氢氧化催化剂、离子液体A组成;所述阴极催化层由质子传导添加剂、氧还原催化剂、离子液体B组成;所述离子液体A为[EMIM][TFSI]、[EMIM][NTf2]、[CnMMIM][NTf2]中的至少一种;所述离子液体B为[EMIM][TFSI]、[EMIM][Ac]、[CnMMIM][NTf2]中的至少一种;(2)将气体扩散层、3层结构的膜电极和边框通过一体化热压成型,得到燃料电池膜电极;本发明专利技术方法有效避免了低温启动过程中水结冰凝冻,提高了膜电极低温启动性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于燃料电池膜电极制备,具体是一种涉及离子液体的低温启动特性膜电极制备方法


技术介绍

1、燃料电池膜电极作为燃料电池电堆的关键核心组件,是能量转化的核心场所,直接决定了燃料电池电堆的整体性能发挥,因此开发高性能膜电极制备技术对燃料电池技术提升和发展至关重要。燃料电池在低温环境应用过程中面临很多问题,特别是低温环境下无法顺利启动是造成燃料电池在低温环境推广应用的最大阻碍。燃料电池低温启动过程分为初始反应与产水阶段、冰层形成与热量竞争阶段和冰层融化与温度恢复阶段,初始反应与产水阶段是燃料电池电化学反应初期生成水,产水量较少,且反应释放的热量足以维持水的液态或气态,催化层尚未结冰,此时膜电极保持活性,反应气体通道顺畅,电池温度逐步上升,但未达到冰点;冰层形成与热量竞争阶段是随着燃料电池反应进行,催化层中水蒸气逐渐饱和,多余的水开始结冰,此时反应释放的热量和外部低温环境形成动态竞争关系,若产热大于结冰速率,冰层仅部分形成,温度持续上升至冰点,进入下一阶段,若产热速率低于结冰速率,冰层完全覆盖催化层活性区域,反应气体通道被堵塞,导致启动失败,甚至损伤膜电本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种涉及离子液态的低温启动特性膜电极制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.如权利要求1所述的一种涉及离子液态的低温启动特性膜电极制备方法,其特征在于,所述阳极催化层中离子液体A的质量百分含量为5wt%-10wt%。

3.如权利要求1所述的一种涉及离子液态的低温启动特性膜电极制备方法,其特征在于,所述阴极催化层中离子液体B的质量百分含量为5wt%-10wt%。

4.如权利要求1所述的一种涉及离子液态的低温启动特性膜电极制备方法,其特征在于,所述氢氧化催化剂为Pt/C催化剂、Pt合金催化剂、非贵金属催化剂中的一种或几种。

5.如权利要求...

【技术特征摘要】

1.一种涉及离子液态的低温启动特性膜电极制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.如权利要求1所述的一种涉及离子液态的低温启动特性膜电极制备方法,其特征在于,所述阳极催化层中离子液体a的质量百分含量为5wt%-10wt%。

3.如权利要求1所述的一种涉及离子液态的低温启动特性膜电极制备方法,其特征在于,所述阴极催化层中离子液体b的质量百分含量为5wt%-10wt%。

4.如权利要求1所述的一种涉及离子液态的低温启动特性膜电极制备方法,其特征在于,所述氢氧化催化剂为pt/c催化剂、...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨代辉冯瞿田合鑫冯勇陈果王波何苗苗史晓斐饶江刘自然王愿邓治夏王明涛何航王开贵李潼姜鸿鹏
申请(专利权)人:贵州梅岭电源有限公司
类型:发明
国别省市:

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