燃料电池用电极和其制造方法以及使用该电极的燃料电池

摘要

本发明提供一种燃料电池用电极的制造方法，通过扩大高分子电解质与催化剂颗粒的接触面积，从而增大三相界面的面积来提高催化剂颗粒表面的利用率，并且能够制造出具有高发电特性的电极。在本发明的制造方法中，通过将催化剂颗粒和多孔性碳颗粒粘结于基材上形成催化剂多孔构造体，调制含有聚合性电解质前体、聚合性隔离物前体以及溶剂的电解质前体混合物，使催化剂多孔构造体含浸电解质前体混合物，形成催化剂-电解质前体复合体。通过在该复合体中进行化合物的共聚反应，形成包含共聚物所的非水溶性的聚合物电解质层，从而获得燃料电池用电极。

主权项

一种燃料电池用电极的制造方法，其特征在于：包括以下工序：通过将催化剂颗粒和多孔性碳颗粒粘结于基材上从而形成催化剂多孔构造体的工序，调制电解质前体混合物的工序，该电解质前体混合物中含有由(R1O)3Si‑R2‑SO3H所表示的聚合性电解质前体、由(R3O)mSiR4n所表示的聚合性隔离物前体以及溶剂，式中，R1表示氢原子或者碳原子数为1～4的烷基，R2表示碳原子数为1～15的亚烃基，R3表示氢原子或者碳原子数为1～4的烷基，R4表示‑(CH2)x‑(CF2)y‑CF3，其中x表示0、1或者2，y表示4～18的整数，m表示2或者3，n表示1或者2，但是m和n的合计为4，通过使所述催化剂多孔构造体中含浸所述电解质前体混合物从而形成催化剂‑电解质前体复合体的工序，获得燃料电池用电极的工序，通过在所述催化剂‑电解质前体复合体中进行所述聚合性电解质前体与所述聚合性隔离物前体的共聚反应，从而形成包含所述聚合性电解质前体与所述聚合性隔离物前体的共聚物的非水溶性的聚合物电解质层，并获得包含所述基材、所述催化剂颗粒、所述多孔性碳颗粒以及所述聚合物电解质层的燃料电池用电极。