一种五合一聚合物电解质膜电极的制备方法

摘要

一种五合一聚合物电解质膜电极的制备方法，以质量百分比计，包括以下步骤：1)聚合物电解质膜预处理；2)配制催化剂混合物；3)形成三合一膜电极组件；4)制备扩散层；5)制备五合一聚合物电解质膜电极。本发明采用“热定型法”固定质子交换膜，克服了传统制备膜电极时存在的由于质子交换膜溶胀造成膜电极性能低、稳定性差和寿命短等问题，使催化剂和质子交换膜结合更为紧密，从而提高了催化剂的附着力和结合力，进而提高了膜电极的综合性能,并延长了其使用长寿命。

主权项

一种五合一聚合物电解质膜电极的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1）聚合物电解质膜预处理：将聚合物电解质膜平铺在基板上，并加热到玻璃化温度，使聚合物电解质膜达到接近熔融的粘流状态；2）配制催化剂混合物：将催化剂、聚合物电解质树脂材料和分散剂混合，经超声振荡分散后，形成均匀分散的催化剂混合物，其中，催化剂：聚合物电解质树脂材料:分散剂的质量比=1:0.1～10:2～500；3）形成三合一膜电极组件：将配制好的催化剂混合物均匀地制备在步骤1）中预处理的聚合物电解质膜的两侧，形成两侧载有催化层的三合一膜电极组件；4）制备扩散层：直接采用不锈钢网、钛网或镍网的金属多孔材料作为扩散层；5）、制备五合一聚合物电解质膜电极：将步骤4）中的扩散层放置在步骤3）中的三合一膜电极的两侧，在80℃‑650℃，0‑500kg/cm²的条件下热压0‑60分钟，制备形成五合一聚合物电解质膜电极；所述的步骤1）中的聚合物电解质膜预处理过程中，将聚合物电解质膜加热到玻璃化温度±20度的范围内；所述的步骤1）中的聚合物电解质膜是全氟磺酸树脂膜、酸掺杂聚苯并咪唑膜、全氟磺酸质子交换膜、质子交换膜或钠化离子交换膜之一，其膜的厚度在5～500μm之间。