发明名称 薄膜电极组合之制作方法
摘要
申请公布号 申请公布日期 2011.04.01
申请号 TW096119658 申请日期 2007.06.01
申请人 行政院原子能委员会 核能研究所 发明人 张慧良;张亨荣;谢国龙;郑必信
分类号 H01M2/14 主分类号 H01M2/14
代理机构 代理人 欧奉璋 台北市信义区松山路439号3楼
主权项 一种薄膜电极组合(Membrane Electrode Assembly,MEA)之制作方法,其至少包括下列步骤:(a)取一真空固定装置,于该真空固定装置上设置一通气平面,并于该通气平面上置放一质子交换膜(Proton Exchange Membrane,PEM),藉一真空作用将该PEM固定在该通气平面上,之后再于该PEM上设置一具有穿孔之模板;(b)将一触媒浆倒入该固定装置内该模板之穿孔中,若于常温媒合则不启动加热,否则启动该真空固定装置内一控温加热元件,使温度逐渐升至该触媒浆与该PEM之媒合温度;(c)保持该真空固定装置在该触媒与该PEM之媒合温度,将一具有凸出部之压板对应压入该模板之穿孔中,以在该PEM之一面上形成一第一触媒电极层(Catalyst Electrode Layer,CEL);(d)于第一CEL形成于PEM之一面后,冷却并取出该模板,将该PEM翻面,再启动该真空固定装置藉该真空作用使该PEM平整的固定于该通气平面上,之后再于该PEM之另一面上设置上述模板;(e)再次将该触媒浆倒入该固定装置内该模板之穿孔中,若于常温媒合则不启动加热,否则启动该真空固定装置内之控温加热元件,使温度逐渐升至该触媒浆与该PEM之媒合温度;以及(f)保持该真空固定装置在该触媒浆与该PEM之媒合温度,再以一具有凸出部之压板对应压入该模板之穿孔中,即可于该PEM之另一面上形成一第二触媒电极层(CEL’),如此即可得一包含CEL+PEM+CEL’组合之三层式MEA(MEA-3-layer)。依申请专利范围第1项所述之薄膜电极组合之制作方法,其中,该通气平面系由一烧结材料或孔板或格板或网层或以上之部分或全部任意组合而成,并在上端或外端形成一可透气之平面。依申请专利范围第1项所述之薄膜电极组合之制作方法,其中,该触媒浆系为铂/钌/碳(Pt/Ru/C)载体及全氟聚苯乙烯磺酸(Nafion)溶液混合之泥浆,以形成阳极之MEA。依申请专利范围第1项所述之薄膜电极组合之制作方法,其中,该触媒浆系为铂/碳(Pt/C)载体及Nafion溶液混合之泥浆,以形成阴极之MEA。一种薄膜电极组合之制作方法,其至少包括下列步骤:(a)取一真空固定装置,于该真空固定装置上设置一通气平面,并于该通气平面上置放一PEM,藉一真空作用将该PEM固定在该通气平面上,之后再于该PEM上设置一具有穿孔之模板;(b)将一触媒浆倒入该固定装置内该模板之穿孔中,再加入一第一气体扩散层(Gas Diffusion Layer,GDL),若于常温媒合则不启动加热,否则启动真空固定装置内之一控温加热元件,使温度逐渐升至该触媒浆与该PEM之媒合温度;(c)保持该真空固定装置在该触媒浆与该PEM之媒合温度,以一具有凸出部之压板对应压入该模板之穿孔中,以在该PEM之一面上形成一第一CEL;(d)于该第一CEL形成于该PEM之一面后,冷却并取出该模板,将该PEM翻面,再启动该真空固定装置藉该真空作用使该PEM平整的固定于该通气平面上,之后再于该PEM之另一面上设置上述模板;(e)再次将该触媒浆倒入该固定装置内该模板之穿孔中,再加入一第二气体扩散层(GDL’),若于常温媒合则不启动加热,否则启动该真空固定装置内之控温加热,使温度逐渐升至该触媒浆与该PEM之媒合温度;以及(f)再以该具有凸出部之压板在媒合温度下对应压入该模板之穿孔中,即可于PEM之另一面上形成一第二CEL’,如此即可得一包含GDL+CEL+PEM+CEL’+GDL’组合之五层式MEA(MEA-5-layer)。依申请专利范围第5项所述之薄膜电极组合之制作方法,其中,该通气平面系由一烧结材料或孔板或格板或网层或以上之部分或全部任意组合而成,并在上端或外端形成一可透气之平面。依申请专利范围第5项所述之薄膜电极组合之制作方法,其中,该触媒浆系为一Pt/Ru/C载体及Nafion溶液混合之泥浆,以形成阳极之MEA。依申请专利范围第5项所述之薄膜电极组合之制作方法,其中,该触媒浆系为一Pt/C载体及Nafion溶液混合之泥浆,以形成阴极之MEA。依申请专利范围第5项所述之薄膜电极组合之制作方法,其中,该第一、二气体扩散层系为一包含导电碳材之织布或不织布,亦或碳纸之透气性材料。
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