催化剂涂布膜,包括它的膜电极组件,其制备方法,及包括该膜电极组件的燃料电池

摘要

本发明提供一种催化剂涂布膜(CCM)，包括该催化剂涂布膜的膜电极组件(MEA)，制备该膜电极组件的方法，及包括该膜电极组件的燃料电池，该催化剂涂布膜包括阳极催化剂层，其具有由非担载催化剂构成的第一催化剂层和由担载催化剂构成的第二催化剂层；阴极催化剂层，其是由担载催化剂构成的；及置于阳极催化剂层和阴极催化剂层之间的电解质膜，该阳极催化剂层的第一催化剂层与电解质膜相邻布置。CCM和包括它的MEA的使用致使降低电极和电解质膜之间的界面电阻，降低电极催化剂层中使用的催化剂的量，以及降低电极层中厚度偏差。采用该MEA的燃料电池具有担载催化剂的最大活性，并具有改善的电池性能如输出电压、输出密度、效率等。

主权项

一种催化剂涂布膜(CCM)，其包括：阳极催化剂层，其具有由非担载催化剂构成的阳极第一催化剂层和由担载催化剂层构成的阳极第二催化剂层；单层阴极催化剂层，其是由担载催化剂层构成的；及置于阳极催化剂层和单层阴极催化剂层之间的电解质膜，其中该阳极催化剂层的阳极第一催化剂层与电解质膜相邻布置，其中该阳极催化剂层的阳极第一催化剂层的非担载催化剂包括至少一种选自铂(Pt)、钌(Ru)、铂‑钌合金(PtRu)、铑(Rh)、铱(Ir)、锇(Os)和金(Au)中的金属，和其中该阳极催化剂层的阳极第二催化剂层的担载催化剂包括至少一种选自铂(Pt)、钌(Ru)、铂‑钌合金(PtRu)、钯(Pd)、铑(Rh)、铱(Ir)、锇(Os)和金(Au)中的金属的金属颗粒，该金属颗粒被作为碳担体的介孔碳(MC)担载，其中所述担载催化剂通过包括如下的制备担载催化剂的方法制备：制备包含催化剂金属颗粒的初级担载催化剂，该催化剂金属颗粒是通过催化剂金属的最终担载量的一部分的第一气相还原反应得到的，及采用所述初级担载催化剂通过第二液相还原反应还原剩余部分的催化剂金属。