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一种超薄质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：（1)疏水碳纸的制备：碳纸先用5 wt%聚四氟乙烯溶液处理作为支撑层；（2)金属催化剂层的制备：利用Helicon等离子体直流溅射方法或等离子体磁控溅射方法，溅射催化剂到步骤（1）制得的疏水碳纸上，制得用于定向碳纳米管生长的金属催化剂层；（3)气体扩散层制备：采用等离子体增强化学气相沉积法制备定向碳纳米管；（4)利用等离子体磁控溅射法或Helicon等离子体直流溅射法将Pt纳米粒子或者PtRu纳米粒子溅射到步骤（3）制得的定向碳纳米管上，制得阴阳电极；（5)将等离子体聚合质子交换膜沉积到步骤（4）制得的电极表面；该方法包括以下步骤：1)电极表面等离子体修饰 以步骤（4）所制得的电极为等离子体聚合质子交换膜沉积基片，将电极放于真空室基片台上，抽真空至本底气压10‑3 Pa以下，通Ar气至真空室压强达20 Pa，基片负偏压控制在 10‑30 V，在射频功率为100‑300W的条件下进行射频等离子体放电，对电极表面进行等离子体修饰5‑10分钟；2)等离子体聚合成膜反应 调节Ar气流量至真空室压强达10‑20 Pa，然后以氢气为载气，分别从不同的气路将苯乙烯/氢气混合气体和三氟甲基磺酸/氢气混合气体通入等离子体反应器内，进行射频等离子体聚合成膜反应，要求，三氟甲基磺酸/氢气混合气体与苯乙烯/氢气混合气体分压比为 1：1‑5:1,其中三氟甲基磺酸/氢气分压比为1：1‑1:5，苯乙烯/氢气分压比为1：1‑1:5，反应器真空室总压强为30‑60 Pa，基片负偏压控制在10‑30 V，苯乙烯单体的温度为30‑45℃，三氟甲基磺酸单体的温度为40‑60℃，在射频功率为10‑300W的条件下进行等离子体聚合反应，反应时间1‑4 小时，制得超薄等离子体聚合磺酸基质子交换膜；（6)将两块步骤（5）制得的带有电极的等离子体聚合质子交换膜冷压组装成超薄质子交换膜燃料电池膜电极。 |
