[发明专利]一种燃料电池膜电极的生产方法

说明书

本发明公开了一种燃料电池膜电极的生产方法，包括如下步骤：S2、通过保水物质沉积的碳载体制得复合载体，再将复合载体上担载贵金属制得电催化剂备用；S3、将步骤S1中制得的催化剂浆料使用喷涂枪喷涂在质子交换膜的A面；S5、将质子交换膜平铺在平台上，使得质子交换膜的B面朝上，将步骤S2中制得的电催化剂采用油压机热压至质子交换膜的B面；S7、质子交换膜的A面放置碳纸气体扩散层，然后热压，再在质子交换膜的B面放置聚四氟乙烯薄片，热压后获得燃料电池膜电极。本发明避免了因为保水层以及质子交换膜中保水物质的加入而引起电池内阻增大等问题，并且产气不含碱蒸汽，无需净化，本发明方法简单易控，经济合理，产物制备效率高。

技术领域

本发明属于燃料电池膜电极技术领域，更具体地说，尤其涉及一种燃料电池膜电极的生产方法。

背景技术

质子交换膜燃料电池(以下称为燃料电池)，是一种不经卡诺循环，利用燃料(氢气)与氧化剂(一般采用空气)的电化学反应，将化学能直接转化为电能的发电装置。

一般制备过程先在转移介质表面涂覆催化层，然后在催化层表面涂覆具有保水功能的无极纳米粒子层，最后将两张具有保水功能的电极与质子交换膜通过热压制得燃料电池芯片，保水层会增大膜电极的质子转移电阻。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种燃料电池膜电极的生产方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种燃料电池膜电极的生产方法，包括如下步骤：

S1、将催化剂和全氟磺酸溶液倒入混合溶剂中，混合均匀后，分散，制备催化剂浆料备用；

S2、通过保水物质沉积的碳载体制得复合载体，再将复合载体上担载贵金属制得电催化剂备用；

S3、质子交换膜包括A面和B面，将质子交换膜平铺在平台上，使得质子交换膜的A面朝上，然后将步骤S1中制得的催化剂浆料使用喷涂枪喷涂在质子交换膜的A面；

S4、采用热风刀对质子交换膜的A面进行快速烘干；

S5、将质子交换膜平铺在平台上，使得质子交换膜的B面朝上，将步骤S2中制得的电催化剂采用油压机热压至质子交换膜的B面；

S6、采用热风刀对质子交换膜的B面进行快速烘干；

S7、质子交换膜的A面放置碳纸气体扩散层，然后热压，再在质子交换膜的B面放置聚四氟乙烯薄片，热压后获得燃料电池膜电极。

优选的，所述步骤S1中混合溶剂包括有乙氧基乙醇、增稠剂、抗沉淀剂和慢干剂。

优选的，所述增稠剂采用乙酸丁酯，所述抗沉淀剂采用D-850，所述慢干剂采用正丙醇，所述乙氧基乙醇、增稠剂、抗沉淀剂和慢干剂的比例为3-5∶2-8∶1-9∶1-7。

优选的，所述步骤S1中催化剂为碳载铂基催化剂。

优选的，所述步骤S3中使用热风机对位于平台上的质子交换膜的A面进行加热，加热温度为40-50℃。

优选的，所述喷涂枪的气源为惰性气体，喷涂压强控制在0.05-0.2MPa。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供的一种燃料电池膜电极的生产方法，与传统技术相比，该方法直接采用这种电催化剂制备电极，即可获得保湿性能优良的膜电极；无需构筑一层保水层，也不需要在质子交换膜中加入保水物质，避免了因为保水层以及质子交换膜中保水物质的加入而引起电池内阻增大等问题，并且产气不含碱蒸汽，无需净化，本发明方法简单易控，经济合理，产物制备效率高。

具体实施方式