[发明专利]一种用于一体式可再生燃料电池的扩散层及其制备

权利要求书

1.一种用于一体式可再生燃料电池的扩散层，其特征在于：其由基底层和其上涂覆的微孔层组成，所述微孔层由质量比为(0.1∶1)～(1∶0.1)的金属间化合物和贵金属催化剂混合而成；

所述的金属间化合物为TiC、Ti₂N、TiN、Ti(CN)、(TiAl)(CN)、(TiAl)N、ZrC、ZrN、Zr(CN)、NbC、NbN、Nb(CN)、TaC、TaN、Ta(CN)和CrN中的一种或一种以上，其粒径为1～100nm；

所述贵金属催化剂为铱、钌、铱的氧化物、钌的氧化物、铱钌的共混氧化物、担载型铱、担载型钌、担载型的铱氧化物、担载型的钌氧化物、担载型的铱钌共混氧化物中的一种或一种以上，催化剂的粒径为2～100nm。

2.根据权利要求1所述的扩散层，其特征在于：担载型贵金属单质或担载型贵金属氧化物所用的担载体为Ti，TiO₂，ZrO₂，TiC，TiN，ZrC，ZrN，NbC，NbN，TaC，TaN，WC中一种或一种以上，粒径为1～95nm，担载体的重量含量为1-90％。

3.根据权利要求1所述的扩散层，其特征在于：基底层为孔隙率为30～90％的碳纸或钛基材，其厚度为50微米～500微米。

4.一种权利要求1所述的扩散层的制备方法，其特征在于：具体操作步骤为，

1)去杂前处理：将金属间化合物用HCl溶液洗涤，过滤、干燥，得到试样A；

2)将试样A与贵金属催化剂按照质量比(0.1∶1)～(1∶0.1)混合，再将该混合物加入到溶剂中，加入PTFE，超声波处理使混合物分散均匀，得到试样B；PTFE与混合物的质量比为(1∶9)～(4∶6)；

3)将试样B均匀涂覆在含1～30wt％PTFE的疏水化碳纸或钛基材的一侧上，先在220～280℃烧结30～90分钟，再在320～380℃烧结30～90分钟，自然冷却后即可得到所述的扩散层；混合物的用量为每平方厘米基底层1mg～6mg。

5.按照权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤1)的去杂前处理过程为，将金属间化合物粉末加入到1～2mol/L的HCl溶液中，超声波处理10～60分钟，经过滤、干燥，得到试样A；金属间化合物与HCl溶液的重量体积比为1g∶1～5ml。

6.按照权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤2)中所述的溶剂为C1～C6醇中的一种或一种以上，每100g混合物所用的溶剂体积为0.5mL～30mL。