一种燃料电池膜电极的制备方法

摘要

本发明公开了一种燃料电池膜电极的制备方法，其中阴极催化剂层由直接制备非贵金属催化剂得到。该膜电极的制备方法包括：(1)预处理质子交换膜；(2)将贵金属催化剂配成浆料后涂覆到预处理过的质子交换膜的一侧得到阳极催化剂层；(3)将负载型过渡金属螯合物涂覆在阴极扩散层上，在气体保护下热处理直接得到阴极催化剂层；(4)按照阴极扩散层-阴极催化剂层-质子交换膜-阳极催化剂层-阳极扩散层的顺序塑封得到一种燃料电池膜电极。所制的燃料电池膜电极的开路电压为0.78-0.85V，最大功率达到96-110mW/cm²。本发明的优点是可以同时实现阴极催化剂的制备和阴极催化剂层的制备，突破了传统的由先制备得到催化剂再到制备催化剂层的思路，大大简化了燃料电池膜电极的制备工艺，缩短了制备路线，操作简单，便于大规模生产。

主权项

1.一种燃料电池膜电极的制备方法，其特征在于具体制备方法如下，以下均以质量份表示：(1)将质子交换膜在2-8wt％过氧化氢水溶液中煮沸0.5-4小时，取出后在去离子水中煮沸0.5-4小时，取出保存在去离子水中，得到预处理过的质子交换膜；(2)将1份贵金属催化剂、1-100份5wt％全氟磺酸乙醇溶液和1-1000份溶剂超声分散均匀后涂覆到预处理过的质子交换膜的一侧，在60-150℃下干燥得到阳极催化剂层；(3)将1-100份过渡金属盐溶于1-1000份溶剂中，加入1-100份含氮配体形成过渡金属螯合物，再加入1-100份碳黑载体，超声分散均匀后涂覆在阴极扩散层上，并在气体保护下600-900℃热处理10-240分钟直接得到阴极催化剂层；(4)按照阴极扩散层-阴极催化剂层-预处理过的质子交换膜-阳极催化剂层-阳极扩散层的顺序塑封得到一种燃料电池膜电极。