直接甲醇燃料电池高效膜电极的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种直接甲醇燃料电池用膜电极的制备方法，属于直接甲醇燃料电池高效膜电极组件结构和制造技术领域。本发明专利技术的膜电极采用质子交换膜为电解质膜，阴阳极催化剂分别采用铂钌黑和铂黑催化剂，分散剂为异丙醇和二次蒸馏水。在其制备过程中，将温度场引入超声喷涂工艺，通过调节催化剂浆料组分配比及催化剂浆料制备环境等因素，调整催化剂颗粒的团聚形貌，在催化层中制备具有纳米线结构的质子通道，使所制备的膜电极微结构更有效的建立连续的质子通道，降低电池内阻，增大电极电化学活性表面积，从而提高膜电极催化层的效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种直接甲醇燃料电池高效催化层结构的制备方法，属于直接甲醇燃料电池的高效膜电极组件结构和制造

技术介绍
直接甲醇燃料电池被认为是本世纪最有可能实现商业化的用于填补电子产品行业“电力鸿沟”的便携式能源。然而较低的电池性能是制约其商业化的主要因素之一，尤其是在电池放电过程中，阳极具有较阴极高的过电位。现有文献大部分是针对新型高催化活性催化剂及其载体、新型高阻醇性能质子交换膜的研发或Nafion膜的改性、扩散层和微孔层材料以及结构的优化、阴阳极流场板的改进与设计、单池和电堆的活化技术、催化层造孔工艺及催化剂浆料成分匹配的研究等。膜电极是直接甲醇燃料电池(DMFC)中电化学反应的唯一场所，是保证电化学反应能高效运行的核心部件，同时它还是物质传递、电化学反应发生的重要场所。CCM法是目前制备膜电极较为普遍的方法。将催化剂负载到质子交换膜上，然后热压上扩散层，制备膜电极，其中包括转移法、喷涂法和真空溅射法等。使用CCM法可以将膜电极制备的很薄，且解决了催化层与质子交换膜结合不牢等问题。CCM法以其特有的优势发展很快。诸多学者,如Fiseher等、Liu Peng等、余耀本文档来自技高网...

【技术保护点】
直接甲醇燃料电池高效膜电极的制备方法，其特征在于包括如下过程：1）阴阳极催化剂分别选用PtRu?black和Pt?black，催化剂载量均为2～4mg/cm2，采用5wt.%Nafion溶液做粘结剂，（异）丙醇和高纯水作分散剂，在惰性气体氛围中混合成催化剂浆料，然后超声分散直到均匀；将转移介质PTFE薄膜固定在加热超声喷涂系统装置的负压吸盘上，控制加热板到某一温度值，采用惰性气体为动力源将催化剂浆料超声喷涂到转移介质PTFE薄膜上，自然晾干，形成催化层。2）将载有催化层的PTFE薄膜置于负压吸盘加热器上，并加热到50~80℃，采用惰性气体为动力源将0.3~0.6mg/cm2的Nafion溶液超...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王新东，刘桂成，王萌，王一拓，周红伟，刘高阳，姜颖，蒋钜明，吴旭苹，彭冰霜，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：