燃料电池的电极及其制造方法

摘要

一种燃料电池的电极，其包括具有碳纤的气体扩散层与触媒层。触媒层配置于气体扩散层上。触媒层包括奈米碳管、黏着层与触媒。奈米碳管的一端与气体扩散层的碳纤连接。黏着层配置于奈米碳管的表面上。触媒配置于黏着层上。

主权项

一种燃料电池的电极，包括：一气体扩散层，具有一碳纤；以及一触媒层，配置于该气体扩散层上，该触媒层包括：一奈米碳管，该奈米碳管的一端与该气体扩散层的该碳纤连接；一黏着层，配置于该奈米碳管的表面上；以及一触媒，配置于该黏着层上。如申请专利范围第1项所述之燃料电池的电极，其中该黏着层的材料包括具有酮类、磺酸类、醇类、烷酮类、胺类或硫醇类的高分子材料。如申请专利范围第2项所述之燃料电池的电极，其中该黏着层的材料包括聚乙烯吡咯烷酮、聚苯乙烯磺酸、聚甲基丙烯酸乙酯、聚吡咯、聚噻吩或其组合。如申请专利范围第1项所述之燃料电池的电极，其中该黏着层的厚度介于0.1 nm至10 nm之间。如申请专利范围第1项所述之燃料电池的电极，其中该气体扩散层包括碳纸或碳布。如申请专利范围第1项所述之燃料电池的电极，其中该气体扩散层的厚度介于0.1 mm至0.5 mm之间。如申请专利范围第1项所述之燃料电池的电极，其中该奈米碳管的管径介于20 nm至80 nm之间。如申请专利范围第1项所述之燃料电池的电极，其中该奈米碳管的长度介于1 μm至10 μm之间。如申请专利范围第1项所述之燃料电池的电极，其中该触媒的材料包括铂、钌、钼、铱、铑或其组合。如申请专利范围第1项所述之燃料电池的电极，其中该触媒的粒径介于1nm至20nm之间。如申请专利范围第1项所述之燃料电池的电极，其中该奈米碳管的重量介于该燃料电池的电极的重量的0.5%至10%之间。如申请专利范围第1项所述之燃料电池的电极，其中该触媒的重量介于该触媒层的重量的20%至70%之间。一种燃料电池的电极的制造方法，包括：提供一气体扩散层，该气体扩散层具有一碳纤；将一奈米碳管形成于该气体扩散层上，其中该奈米碳管的一端与该气体扩散层的该碳纤连接；于该奈米碳管的表面上形成一黏着层；以及于该黏着层上形成一触媒。如申请专利范围第13项所述之燃料电池的电极的制造方法，其中该黏着层的形成方法包括活化接枝法、聚合接枝法或物理吸附法。如申请专利范围第13项所述之燃料电池的电极的制造方法，其中该黏着层的材料包括具有酮类、磺酸类、醇类、烷酮类、胺类或硫醇类的高分子材料。如申请专利范围第15项所述之燃料电池的电极的制造方法，其中该黏着层的材料包括聚乙烯吡咯烷酮、聚苯乙烯磺酸、聚甲基丙烯酸乙酯、聚吡咯、聚噻吩或其组合。如申请专利范围第13项所述之燃料电池的电极的制造方法，其中该黏着层的厚度介于0.1nm至10nm之间。如申请专利范围第13项所述之燃料电池的电极的制造方法，其中于该黏着层上形成该触媒的方法包括物理吸附法。如申请专利范围第13项所述之燃料电池的电极的制造方法，其中该奈米碳管的形成方法包括化学气相沈积法或物理气相沈积法。如申请专利范围第13项所述之燃料电池的电极的制造方法，其中该气体扩散层包括碳纸或碳布。