直接甲醇燃料电池高效膜电极的制备方法

摘要

本发明公开了一种直接甲醇燃料电池用膜电极的制备方法，属于直接甲醇燃料电池高效膜电极组件结构和制造技术领域。本发明的膜电极采用质子交换膜为电解质膜，阴阳极催化剂分别采用铂钌黑和铂黑催化剂，分散剂为异丙醇和二次蒸馏水。在其制备过程中，将温度场引入超声喷涂工艺，通过调节催化剂浆料组分配比及催化剂浆料制备环境等因素，调整催化剂颗粒的团聚形貌，在催化层中制备具有纳米线结构的质子通道，使所制备的膜电极微结构更有效的建立连续的质子通道，降低电池内阻，增大电极电化学活性表面积，从而提高膜电极催化层的效率。

主权项

直接甲醇燃料电池高效膜电极的制备方法，其特征在于包括如下过程：1）阴阳极催化剂分别选用PtRu black和Pt black，催化剂载量均为2～4mg/cm2，采用5wt.%Nafion溶液做粘结剂，（异）丙醇和高纯水作分散剂，在惰性气体氛围中混合成催化剂浆料，然后超声分散直到均匀；将转移介质PTFE薄膜固定在加热超声喷涂系统装置的负压吸盘上，控制加热板到某一温度值，采用惰性气体为动力源将催化剂浆料超声喷涂到转移介质PTFE薄膜上，自然晾干，形成催化层。2）将载有催化层的PTFE薄膜置于负压吸盘加热器上，并加热到50~80℃，采用惰性气体为动力源将0.3~0.6mg/cm2的Nafion溶液超声喷涂到催化层靠近质子交换膜的一侧；3）将催化层置于预处理过Nafion膜两侧，在6~8MPa压力、120~135℃下热压2~5分钟，揭掉PTFE薄膜后得到催化层和膜的复合体，再将疏水处理的碳布置于该复合体两侧，成型制得膜电极。