| 主权项 |
1.一种膜电极组件(membrane-electrode assembly, MEA),包括 : 由阳极和阴极组成之二电极,其中该阳极包括有一 气体扩散层及一含有催化剂的活性层;该阴极包括 有一气体扩散层及一含有催化剂的活性层;以及 一装置在阴、阳极之间的电解质半透膜,并在其一 侧或两侧有一含有催化剂的活性层,且该二电极系 以热压法覆于电解质半透膜,其中涂布于该气体扩 散层之活性层黏稠度介于100~10,000cPs间。 2.如申请专利范围第1项之膜电极组件,而其中涂布 于该气体扩散层之该活性层黏度介于1,000~10,000cPs 间。 3.如申请专利范围第1项之膜电极组件,其中作为该 电极之该活性层之催化剂颗粒表面覆有一层电解 质。 4.如申请专利范围第1项之膜电极组件,其中涂布于 电解质半透膜面对阳极之表面的催化剂与阳极之 活性层之催化剂相同,涂布于电解质半透膜面对阴 极之表面的催化剂与阴极之活性层之催化剂相同 。 5.如申请专利范围第1项之膜电极组件,其中该气体 扩散层表面的该活性层是以淋幕涂布制程涂布。 6.如申请专利范围第1项之膜电极组件,其中该电解 质半透膜之活性层是以喷洒涂布,且该活性层之黏 稠度低于10cPs。 7.如申请专利范围第1项之膜电极组件,其中该电解 质半透膜之该活性层占该气体扩散层之活性层之1 至100%重量比。 8.一种制备如申请专利范围第1至7项中膜电极组件 的方法: (a)在该电解质半透膜表面涂布一层含有催化剂的 活性层; (b)在该气体扩散层表面涂布一层含有催化剂的活 性层;以及 (c)以热压法将该气体扩散层覆于该电解质半透膜, 其中涂布于步骤(b)之该气体扩散层之该活性层黏 稠度介于100~10,000cPs间。 9.如申请专利范围第8项之膜电极组件制备方法,其 中步骤(a)系以空压法供应该催化剂并以喷洒涂布 于乾燥的该电解质半透膜。 10.如申请专利范围第9项之膜电极组件制备方法, 其中该电解质半透膜以一加热器维持乾燥。 11.如申请专利范围第8项之膜电极组件制备方法, 其中步骤(b)系以一电解质包覆该催化剂,再将之混 合一溶剂以制成一催化剂墨水,并涂覆于该气体扩 散层而形成该活性层。 12.如申请专利范围第8项之膜电极组件制备方法, 而其中步骤(a)的工作温度介于20至100℃。 13.如申请专利范围第8项之膜电极组件制备方法, 而其中步骤(c)的工作条件为20至100℃及5至100kg/cm2 的压力。 14.如申请专利范围第8项之膜电极组件制备方法, 而其中步骤(b)可以一乾燥镀膜法完成。 15.一膜电极组件,包括一具有电解质包覆的催化剂 粒子之催化活性层。 图式简单说明: 图一为本发明之混合式膜电极组件的分解示意图; 1:一阳极的扩散层; 2:一阳极的活性层; 3:一电解质半透膜的活性层; 4:一电解质半透膜(聚合物半透膜); 5:一电解质半透膜的活性层; 6:一阴极的活性层; 7:一阴极的扩散层;以及 8:一被电解质包围的催化剂。 图二为活性层位于扩散层(上半图)或电解质半透 膜(下半图)两种不同配置方法的比较图。 图三为使用碳衣(左半图)或碳纸(右半图)作为扩散 层的显微放大图。 图四为将催化剂附着于扩散层时不同黏稠度的催 化剂药剂对沉积的影响。 图五为制备催化剂药剂流程的示意图。 图六为以遮罩进行催化剂活性层附着的电解质半 透膜的示意图。 图七为以印刷法将活性层附着于气体扩散层的示 意图; 9:一印刷机; 10:一自动供给滚轴; 11:一活性层(催化剂层); 12.一滚压轴; 13.一气体扩散层(碳衣或碳纸)。 图八为比较用范例一、比较用范例二及范例一的 膜电极组件之间电流-电压曲线及电能密度曲线的 比较图。 图九为以印刷法应用不同黏稠度的催化剂药剂:75 cPs(比较用范例三)、1000cPs(范例一)、15,000cPs(比较 用范例四)于附着活性层于一扩散层的示意图及电 极的照片。 图十为比较用范例三、比较用范例四及范例一的 膜电极组件之间电流-电压曲线及电能密度曲线的 比较图。 图十一为比较用范例五以75cPs条件下进行模具涂 布附着活性层于电极的前(左图)、后(右图)示意图 。 图十二为比较用范例六及范例一的膜电极组件之 间电流-电压曲线及电能密度曲线的比较图。 图十三为比较用范例七中以印刷法附着活性层于 电解液半透膜的示意图。 图十四为范例二、三中附着催化剂活性层于气体 扩散层的结构示意图。 图十五为使用范例二、三的膜电极组件之氢燃料 电池(PEMFC)的电流-电压曲线及电能密度曲线的比 较图。 |
