[发明专利]固体高分子燃料电池与制造固体高分子燃料电池用MEA的方法

权利要求书

1.一种固体高分子燃料电池，其包含具有触媒层的电极，所述触媒层包含：载体，其包含碳纳米角集合体；触媒金属，其被支撑在包含碳纳米角集合体的载体上；高分子电解质，其涂敷在包含碳纳米角集合体的载体上，其中，高分子电解质与碳纳米角集合体的重量比为0.32∶1到0.70∶1。

2.根据权利要求1的固体高分子燃料电池，其中，触媒层具有布置在电解质之中的、孔直径为0.005μm到0.1μm的微孔。

3.根据权利要求1或2的固体高分子燃料电池，其中，所述包含碳纳米角集合体的载体除了所述碳纳米角集合体外还包括炭黑，高分子电解质与碳纳米角集合体及炭黑的混合物的重量比为0.30∶1到0.10∶1，炭黑与碳纳米角集合体的重量比为10∶90到90∶10。

4.一种制造用于固体高分子燃料电池的MEA的方法，其包含以下步骤：使用通过允许包含碳纳米角集合体的载体支撑触媒金属并用高分子电解质以及包含溶剂的触媒墨水涂敷包含碳纳米角集合体的载体来制备的燃料电池用电极触媒，以在包含碳纳米角集合体的载体上制备触媒层；经过热压制造MEA，其中，触媒墨水被制备为包含其量在重量上为碳纳米角集合体量的40％到70％的触媒金属、其量在重量上为碳纳米角集合体量的0.32到0.70倍的高分子电解质、其量在重量上为高分子电解质量的30到40倍的溶剂。

5.根据权利要求4的制造固体高分子燃料电池用MEA的方法，其中，使用通过允许包含碳纳米角集合体的载体支撑触媒金属并用高分子电解质以及包含溶剂的触媒墨水涂敷包含碳纳米角集合体的载体来制备的燃料电池用电极触媒，以在包含碳纳米角集合体的载体上制备触媒层的步骤包含将触媒金属盐分散在溶剂中的步骤、添加碳纳米角集合体的步骤、在对混合物进行加热的同时对之进行还原、过滤和干燥的步骤、用高分子电解质对所获得的、支撑触媒金属的碳纳米管集合体进行涂敷的步骤。

6.根据权利要求4或5的制造固体高分子燃料电池用MEA的方法，其中，触媒金属的平均颗粒直径在3.2nm到4.6nm之间。

7.根据权利要求4或5的制造固体高分子燃料电池用MEA的方法，其中，用过氧化氢溶液对碳纳米角集合体进行预处理。

8.根据权利要求4或5的制造固体高分子燃料电池用MEA的方法，其中，所述包含碳纳米角集合体的载体除了所述碳纳米角集合体外还包括炭黑，高分子电解质与碳纳米角集合体及炭黑的混合物的重量比为0.30∶1到0.10∶1，炭黑与碳纳米角集合体的重量比优选为10∶90到90∶10。