聚合物电解质膜燃料电池的电极和使用其形成膜电极组件的方法

摘要

本发明提供聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)的电极和使用其形成膜电极组件(MEA)的方法，其中向催化剂层中加入碳纳米纤维以提高催化剂层的机械强度并在长期运行后保持催化剂层的厚度，由此防止燃料电池物理耐久性的降低，并向催化剂层中加入作为自由基抑制剂的铈锆氧化物(CeZrO₄)，由此防止燃料电池化学耐久性的降低。结果，能够以加强的方式物理地和化学地提高燃料电池膜电极组件的性能和耐久性，并使长时间运行后性能的降低最小化。

主权项

一种聚合物电解质膜燃料电池的电极，所述电极包括：100重量份碳负载的催化剂；相对于100重量份所述碳负载的催化剂，20至80重量份的氢离子导电聚合物电解质粘合剂；相对于100重量份所述碳负载的催化剂，1至60重量份的碳纳米纤维；和相对于100重量份所述碳负载的催化剂，1至20重量份的自由基抑制剂，其中将所述碳纳米纤维加入到所述电极的碳负载的催化剂层中，使得所述碳纳米纤维适当地结合所述电极中所含的碳负载的催化剂颗粒，由此保持所述催化剂层的强度，并防止产生裂纹，其中所述碳纳米纤维是相对于100重量份催化剂以1至60重量份的量加入的碳纳米管，并且所述自由基抑制剂是相对于100重量份催化剂以1至20重量份的量加入的铈锆氧化物。