一种质子交换膜燃料电池用的膜电极及其制备方法

摘要

本发明公开了一种质子交换膜燃料电池用的膜电极及其制备方法，由三层构成，中间层为质子交换膜，两侧分别为多孔阴极催化扩散层和多孔阳极催化扩散层。多孔阴极催化扩散层和多孔阳极催化扩散层均是由催化剂、粘结剂和碳纤维组成，其层外表面是碳纤维。本发明结构的膜电极是利用静电植绒技术直接将碳纤维植入到涂刷催化剂浆料的质子交换膜上，再经过烘干处理得到。从而简化了膜电极的制备工艺，减少了层与层之间的接触电阻，提高了膜电极的气体快速扩散和水分及时排出的能力，改善了膜电极的电化学性能，在电流密度为200mA/cm²的条件下，电池的放电功率增加14～20％。

主权项

1.一种质子交换膜燃料电池用的膜电极，其特征在于结构如下：由三层组成，中间层为质子交换膜，两侧分别是多孔阴极催化扩散层和多孔阳极催化扩散层；其中质子交换膜为全氟磺酸质子交换膜，厚度为30～200微米，摩尔质量为80～1300；多孔阴极催化扩散层和多孔阳极催化扩散层均是由质量比为0.05～20∶1∶0.01～10的催化剂、粘结剂和碳纤维组成，厚度为10～5000微米，外表面全部为碳纤维组成，厚度为5～3000微米；碳纤维均匀分布于多孔阴极催化扩散层和多孔阳极催化扩散层中或分布于表层或表面；碳纤维在多孔阴极催化扩散层和多孔阳极催化扩散层中的体积份数为1～90％；多孔阴极催化扩散层和多孔阳极催化扩散层外表面的碳纤维为无纺碳纤维或者与膜平面成0～180度有序排列，且以多孔形式存在，孔隙率为1～95％。