[发明专利]一种质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法

摘要

一种质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法，包括以下步骤：(1)制备催化剂墨水；(2)利用超声波喷涂机，采用层叠式网格喷涂方法，将催化剂墨水喷涂于质子交换膜两侧获得三层膜电极组件CCM；(3)CCM两侧热压气体扩散层获得五层膜电极组件。配置固含量催化剂墨水，包含铂碳催化剂、去离子水、全氟磺酸溶液和分散剂，其中分散剂为乙醇、乙二醇、丙酮、异丙醇中的两种或三种混合溶液。层叠式网格喷涂方法设置多个喷涂周期，每个周期由横向和纵向喷涂轨迹覆盖喷涂面积，后一个周期相较于前一个周期横向喷涂轨迹向上或向下平移，纵向喷涂轨迹向左或向右平移，每个周期的横向和纵向平移的距离和方向保持一致。本发明的质子交换膜燃料电池膜电极制备方法提升催化剂喷涂一致性，制备工艺流程简单，适合批量生产，催化层致密而有层次。

主权项

1.一种质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法，包括以下步骤：(1)制备待喷涂催化剂墨水；(2)利用超声波喷涂机，采用层叠式网格喷涂方法，将催化剂墨水分别喷涂于质子交换膜两面，烘干，获得三层膜电极组件CCM；(3)在CCM两侧热压气体扩散层，获得五层膜电极组件；步骤(1)中制备催化剂墨水包括以下步骤：(a)称取适量铂含量为50％‑70％的铂碳催化剂，用去离子水进行润湿；(b)加入质量分数5％的全氟磺酸溶液，其中，全氟磺酸溶液与催化剂的质量比为1:3‑5；(c)加入分散剂，分散剂与催化剂的质量比为30‑60：1，混合均匀，其中分散剂为乙醇、乙二醇、丙酮、异丙醇中的两种或三种混合溶液；(d)加入适量去离子水，使催化剂固含量为1‑2.5％；(e)采用高速乳化剪切机进行强力分散20‑40min，获得待喷涂催化剂墨水，分散速度为10000‑30000r/min。