[发明专利]一种高性能且抗电压反转的膜电极组件的制备方法

权利要求书

1.一种高性能且抗电压反转的膜电极组件的制备方法，其特征在于，利用将抗反极的电解水催化材料、催化剂、nafion溶液和分散剂通过分散方式配制成成分均匀的浆料，将所述浆料通过喷涂的方式转移到质子交换膜上，通过热压的方式，与气体扩散层、聚酯边框组装成膜电极组件；催化层两侧使用不同的催化剂，且在阳极催化层中加入抗反极的电解水催化材料；

所述制备方法具体包括如下步骤：

步骤一、配制阳极浆料：

将催化剂加入到烧杯中，再称取抗反极的电解水催化材料加入到烧杯中，加入适量nafion溶液，搅拌10-15分钟，再向所述烧杯中加入分散剂，通过分散方式获得所需的分散均匀的阳极浆料；

步骤二、采用直接喷涂法将阳极浆料喷涂在质子交换膜的阳极侧；

步骤三、配制阴极浆料：

将催化剂加入到烧杯中，加入适量nafion溶液，搅拌10-15分钟，再向所述烧杯中加入分散剂，通过分散方式获得所需的分散均匀的阴极浆料；

步骤四、采用直接喷涂法将阴极浆料喷涂在质子交换膜的阴极侧，获得所需的燃料电池芯片CCM；

步骤五、将制备好的燃料电池芯片CCM与气体扩散层、聚酯边框通过油压机施加50-100kg/cm²的力热压制成膜电极组件MEA；

步骤六、将制备的膜电极组件MEA组装成单电池，进行性能测试及抗反极测试；测试所述单电池的极化曲线及抗反极时间。

2.根据权利要求1所述的高性能且抗电压反转的膜电极组件的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述阳极浆料中催化剂与所述抗反极的电解水催化材料的质量比为1：0.1~10。

3.根据权利要求1或2所述的高性能且抗电压反转的膜电极组件的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述阳极浆料中催化剂为铂碳催化剂，或石墨化的铂碳催化剂，或在碳载体上形成有包含过渡金属和氮的过渡金属组合物，其中，所述过渡金属为铜、银、钒、铬、钼、钨、锰、钴、镍或铈中的一种以上的组合形式；所述催化剂中碳含量与nafion的质量比为1：0.1~1。

4.根据权利要求1或2所述的高性能且抗电压反转的膜电极组件的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述抗反极的电解水催化材料为Ru、Ir、Co、Ni、Ta、Re、Sn、Sb或其氧化物中的一种以上的组合形式。

5.根据权利要求1所述的高性能且抗电压反转的膜电极组件的制备方法，其特征在于，所述步骤一和所述步骤三中加入浓度相同的nafion溶液，所述nafion溶液中nafion浓度为1%-10%。

6.根据权利要求1所述的高性能且抗电压反转的膜电极组件的制备方法，其特征在于，所述步骤一和所述步骤三中加入的分散剂相同，所述分散剂至少为乙醇、正丙醇、异丙醇或水中的一种以上的组合形式。

7.根据权利要求1所述的高性能且抗电压反转的膜电极组件的制备方法，其特征在于，所述步骤一和所述步骤三中采用的分散方式相同，为超声分散，或球磨。

8.根据权利要求1所述的高性能且抗电压反转的膜电极组件的制备方法，其特征在于，步骤三中，所述阴极浆料中催化剂为铂碳催化剂，或石墨化的铂碳催化剂，或在碳载体上形成有包含过渡金属和氮的过渡金属组合物，其中，所述过渡金属选自由铜、银、钒、铬、钼、钨、锰、钴、镍或铈中的一种以上的组合形式；所述催化剂中碳含量与nafion的质量比为1：0.1~1。

9.根据权利要求1所述的高性能且抗电压反转的膜电极组件的制备方法，其特征在于，步骤五中，所述热压的温度为100℃-160℃。