质子交换膜燃料电池催化电极、具有其的电池及制备方法与流程

文档序号:11837664阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种质子交换膜燃料电池的催化电极,其特征在于,包括呈网状结构的导电载体层、位于导电载体层表面以及网状结构内部的质子导电单体以及催化剂,所述的导电载体层的厚度为1~10μm。

2.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料的电池催化电极,其特征在于,所述的导电载体层由多壁碳纳米管与碳纳米纤维混合而成。

3.根据权利要求1所示的质子交换膜燃料电池的催化电极,其特征在于,所述的呈网状结构的导电载体层的孔隙率为80~90%,比表面积为50~200m2/g。

4.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池的催化电极,其特征在于,所述的催化剂采用为Pt颗粒以及Pt合金颗粒中的一种或者两种混合。

5.根据权利要求4所述的质子交换膜燃料电池的催化电极,其特征在于,所述的Pt颗粒或者Pt合金颗粒其尺寸在1~50nm。

6.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池的催化电极,其特征在于,所述的质子导电单体采用的为全氟磺酸、磺化聚酰亚胺以及磺化聚硫醚砜中的一种。

7.一种质子交换膜燃料电池,其特征在于,所述的质子交换膜燃料电池包含权利要求1~7中任意一项的催化电极,所述的催化电极用于质子交换膜燃料电池的阴极或者用于质子交换膜燃料电池的阴极以及阳极。

8.一种质子交换膜燃料电池催化电极的制备方法,其特征在于,所述的制备方法的步骤为:

S1、制作导电载体层:多壁碳纳米管与碳纳米纤维混合后通过过滤工艺或者静电喷涂工艺将混合物在衬底上制作成一涂层;

S2、担载催化剂:将Pt颗粒或者Pt合金颗粒通过电化学沉积法或者固相还原法担载在导电载体层表面以及导电载体层的孔隙内;

S3、担载质子导电单体:通过浸渍或者喷涂的方式将质子导电单体担载在导电载体层表面以及导电载体层的孔隙内;

S4、转移导电载体层:通过热转印的方式将担载了催化剂以及质子导电单体的导电载体层转印到质子交换膜上。

9.根据权利要求8所述的质子交换膜燃料电池催化电极的制备方法,其特征在于,所述的步骤S1中导电载体层的孔隙率控制为80~90%,比表面积为50~200m2/g。

10.根据权利要求8所述的质子交换膜燃料电池催化电极的制备方法,其特征在于,所述的步骤S3中质子导电单体为全氟磺酸、磺化聚酰亚胺以及磺化聚硫醚砜中的一种。

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