一种在质子交换膜燃料电池内部净化阴极反应气的方法

摘要

本发明涉及质子交换膜燃料电池，具体地说一种在质子交换膜燃料电池(PEMFC)内部净化阴极反应气的方法。其方法是在阴极的制备过程中，于微孔层内将Vulcan XC-72炭黑中的一部分用高导电性石油焦质活性炭取代，由于活性炭中含有的巨大比表面积和丰富的吸附活性位，扩散层也具备了消除杂质的功能，使得电池内部吸附杂质气体的能力得到了增强。采用本发明的方法可有效的提高质子交换膜燃料电池抗毒化的能力，增强了燃料电池的环境适应性，使其在空气质量较差地区运行时的耐久性得到改善，从而推动了燃料电池的发展。

主权项

一种在质子交换膜燃料电池内部净化阴极反应气的方法，其特征在于：在阴极的制备过程中，于微孔层内添加石油焦质活性炭，将Vulcan XC‑72炭黑中的一部分用石油焦质活性炭取代，增强了电池内部吸附阴极杂质气体的能力，所述阴极制备的具体步骤为：（1）阴极扩散层以碳纸为基底层，经过憎水处理之后，使基底层中聚四氟乙烯PTFE质量含量为20‑40 %； （2）将XC‑72炭黑与石油焦质活性炭按比例混合，保证二者在碳纸上的总担载量为0.8‑1mg/cm2，其中活性炭的含量为0.2‑0.8 mg/cm2；（3）在上述混合好的碳粉中按0.6‑1ml/mg的比例加入乙醇，按在碳纸上的担量为0.5‑0.6mg/cm2加入造孔剂，超声震荡，混合均匀；（4）在上述混合液中加入PTFE，使得其中PTFE质量含量为30‑50%，PTFE添加过程中保持超声震荡，直至混合成有粘性的浆料；（5）将该浆料均匀涂在憎水处理后的碳纸的一侧，在惰性气体保护下230℃~250℃灼烧30‑40分钟，然后330℃~350℃灼烧30‑40分钟，得到电极的已涂有微孔层的气体扩散层；（6）在微孔层外制备催化层，得到所需PEMFC阴极。