质子交换膜水电解电池膜电极及其制备方法

摘要

本发明公开一种水电解制备氢气技术领域的质子交换膜水电解电池膜电极及其制备方法，包括聚合物电解质膜、阳极催化层、阴极催化层、阳极扩散层、阴极扩散层、支撑层、流场板，在电解质膜两面分别涂刷催化剂构成亲水薄层结构。阳极催化剂为负载型贵金属纳米催化剂，阳极扩散层是具有催化性能的抗腐蚀扩散层。阴极催化剂为贵金属材料，其扩散层为碳材料或金属材料。常温下利用外力将催化层与相应扩散层、支撑层压紧在钛板内制备膜电极。本发明降低了贵金属催化剂的载量，提高了催化剂的利用率，避免了热压过程中的膜变形，借助于具有催化性能的抗腐蚀扩散层的催化和抗腐蚀性能，电池的电解性能和稳定性都得到了提高，工艺简单，便于操作，重现性好。

主权项

一种质子交换膜水电解电池膜电极，包括聚合物电解质膜、阳极催化层、阴极催化层、阳极扩散层、阴极扩散层、支撑层、流场板，其特征在于：所述聚合物电解质膜两面分别涂覆阳极催化层、阴极催化层，形成阳极催化层-聚合物电解质膜-阴极催化层的亲水薄层结构，在该亲水薄层结构的两侧，分别依次叠加具有微孔结构的阳极扩散层或者阴极扩散层、支撑层、流场板，其中：所述的阳极催化层，包括导电载体和贵金属纳米催化剂，导电载体负载贵金属纳米催化剂粉末，然后涂覆在聚合物电解质膜表面，形成涂层；所述贵金属纳米催化剂是对析氧反应具有高电催化活性的贵金属纳米催化剂粉末，为铂、铱、钯、金、钌、铑、锇和钽的混合物或者合金，或者是这些贵金属的氧化物的纳米粉末；所述的阳极扩散层，包括基材和贵金属材料，贵金属材料涂覆在基材表面，形成具有催化性能的抗腐蚀扩散层。