[发明专利]用于燃料电池的包含具有改善透氧率的催化复合物的电解质膜及其制备方法

权利要求书

1.一种用于燃料电池的电解质膜，包括：

离子传输层，所述离子传输层包括(i)具有质子传导性的离聚物以及(ii)分散在所述离子传输层中的催化复合物，

其中，所述催化复合物包括：

催化颗粒，所述催化颗粒包含具有分解过氧化氢的活性的催化金属组分；以及

涂层，所述涂层形成在所述催化颗粒的至少一部分表面上并且包含透氧材料。

2.根据权利要求1所述的用于燃料电池的电解质膜，其中，所述离聚物包括全氟化磺酸离聚物。

3.根据权利要求1所述的用于燃料电池的电解质膜，其中，所述催化颗粒包括没有载体的催化金属组分。

4.根据权利要求1所述的用于燃料电池的电解质膜，其中，所述催化颗粒包括负载在载体上的催化金属组分。

5.根据权利要求1所述的用于燃料电池的电解质膜，其中，所述催化金属组分包括选自铂、金、钯、银、锇、铱和钌的一种或多种，并且

所述催化金属组分负载在载体上，所述载体包含选自如下的一种或多种：碳；二氧化硅；沸石；选自第4B、5B、6B、7B和8B族的过渡金属；以及所述过渡金属的氧化物或碳化物。

6.根据权利要求1所述的用于燃料电池的电解质膜，其中，所述涂层形成在催化颗粒表面的催化金属组分的至少一部分表面上。

7.根据权利要求1所述的用于燃料电池的电解质膜，其中，所述透氧材料能传导离子。

8.根据权利要求1所述的用于燃料电池的电解质膜，其中，所述透氧材料与离聚物相容。

9.根据权利要求1所述的用于燃料电池的电解质膜，其中，所述透氧材料具有比离聚物的透氧率更大的透氧率。

10.根据权利要求1所述的用于燃料电池的电解质膜，其中，所述透氧材料包括全氟化磺酸离聚物，所述全氟化磺酸离聚物在30℃至150℃的温度范围和20％至100％的相对湿度范围内的任何一点测量时的透氧率为3.0x10^-9cc·cm/(cm²·sec·cmHg)或更大。

11.根据权利要求1所述的用于燃料电池的电解质膜，其中，所述电解质膜包括0.01mg/cm²至0.90mg/cm²的量的催化复合物。

12.根据权利要求1所述的用于燃料电池的电解质膜，其中，所述电解质膜进一步包括增强层，

其中，离子传输层形成在所述增强层的至少一个表面上。

13.一种制造用于燃料电池的电解质膜的方法，所述方法包括：

制备包含催化颗粒和透氧材料的催化复合物，所述催化颗粒包括具有分解过氧化氢的活性的催化金属组分，使得在所述催化颗粒的至少一部分表面上形成包含透氧材料的涂层；

制备分散体混合物，所述分散体混合物包含催化复合物和离聚物；以及

施加所述分散体混合物以形成离子传输层。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，制备催化复合物包括在80℃至200℃的温度下干燥包含催化颗粒和透氧材料的混合物。

15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述催化颗粒包括不具有载体的催化金属组分，或者包括负载在载体上的催化金属组分。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述催化金属组分包括选自铂、金、钯、银、锇、铱和钌的一种或多种，并且

所述载体包括选自如下的一种或多种：碳；二氧化硅；沸石；选自第4B、5B、6B、7B和8B族的过渡金属；以及所述过渡金属的氧化物或碳化物。