[发明专利]一种燃料电池石墨烯气体扩散膜及其制备方法

摘要

本发明涉及一种燃料电池气体扩散膜的制造技术，具体地说是一种燃料电池石墨烯气体扩散膜及其制备方法。由左向右依次包括质子导电介质层、碳负载型催化剂层、碳纤维导电纸层。所述质子导电介质层是石墨烯纳米导电涂料层。所述碳负载型催化剂层是碳纳米管负载钯型催化剂材料层。所述碳纤维导电层是石墨烯复合碳纤维和石墨烯复合涤纶纤维组成的石墨烯复合碳纤维导电纸。本发明提高了燃料电池的有效发电功率，有效提高碳纤维电导率，电子移动速度，碳纤维之间接触电导率，降低电阻率，提高燃料电池的有效发电功率，延长使用寿命。本发明有效的吸收分离燃料中的电子，快速输送电子和传质子，提高了燃料电池效率。

主权项

1.一种燃料电池石墨烯气体扩散膜，其特征在于：由左向右依次包括质子导电介质层、碳负载型催化剂层、碳纤维导电纸层，所述燃料电池石墨烯气体扩散膜的制备方法，包括以下步骤：(1)制作石墨烯复合碳纤维将氧化石墨烯粉与去离子水重量比为1.5：100混合后，超声处理30min，得到石墨烯溶液；石墨烯溶液与碳纤维重量比100:5，将石墨烯溶液与碳纤维按照重量比投放到蒸煮锅中，于100℃下蒸煮3h，之后去水，然后在碳化炉于400-600℃烘干碳化，得到石墨烯复合碳纤维材料；(2)制作石墨烯复合涤纶纤维，所述石墨烯溶液与涤纶纤维、染色剂重量比是100:5:1，将以上材料投放到蒸煮锅蒸煮3h，之后去水得到石墨烯复合涤纶纤维；(3)碳纤维导电纸层的制备采用石墨烯复合碳纤维、石墨烯复合涤纶纤维、木浆纤维、造纸助剂按照湿法造纸工艺制作石墨烯复合碳纤维导电纸，所述石墨烯复合碳纤维、石墨烯复合涤纶纤维、木浆纤维重量比为80:18:1；(4)步骤(3)得到的石墨烯复合碳纤维导电纸基底层进行憎水化处理，将导电纸材料均匀地渗入聚四氟乙烯乳液中，对其进行憎水处理，再将渗好的石墨烯复合碳纤维导电纸置于300-400℃烘箱内焙烧；(5)将步骤(4)憎水处理后的石墨烯复合碳纤维导电纸其中一个表面进行利用激光喷涂机进行均匀喷涂，形成碳负载型催化剂层；(6)在步骤(5)形成的碳负载型催化剂层上进行质子导电介质层处理，制得质子导电介质层，完成燃料电池石墨烯气体扩散膜制作。