CN101552342A - 质子交换膜燃料电池双极板与膜电极组件复合制造方法 - Google Patents

质子交换膜燃料电池双极板与膜电极组件复合制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101552342A
CN101552342A CNA2009100490052A CN200910049005A CN101552342A CN 101552342 A CN101552342 A CN 101552342A CN A2009100490052 A CNA2009100490052 A CN A2009100490052A CN 200910049005 A CN200910049005 A CN 200910049005A CN 101552342 A CN101552342 A CN 101552342A
Authority
CN
China
Prior art keywords
proton exchange
exchange membrane
electrode assembly
fuel cell
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2009100490052A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101552342B (zh
Inventor
彭林法
易培云
来新民
倪军
林忠钦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai H Rise New Energy Technology Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Jiaotong University filed Critical Shanghai Jiaotong University
Priority to CN2009100490052A priority Critical patent/CN101552342B/zh
Publication of CN101552342A publication Critical patent/CN101552342A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101552342B publication Critical patent/CN101552342B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Inert Electrodes (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

本发明涉及一种燃料电池技术领域的质子交换膜燃料电池双极板与膜电极组件复合制造方法，步骤为：第一步，采用冲压成形工艺将双层不锈钢纤维网加工成双极板；第二步，采用聚四氟乙烯对已成形的不锈钢纤维网双极板做憎水处理，从而形成憎水的反应气体通道；第三步，在已做憎水处理的双极板表面涂覆一层炭粉层进行平整处理；第四步，将催化剂层浆料涂抹在Nafion型质子交换膜上制得Pt/C催化剂层；第五步，将处理好的双极板和带有催化剂层的质子交换膜进行热压处理，得到复合式不锈钢纤维网双极板与膜电极组件。本发明所得组件材料成本与制造成本低、欧姆损失小、可以弯曲成形满足电堆结构多样化设计要求。

Description

质子交换膜燃料电池双极板与膜电极组件复合制造方法
技术领域
本发明涉及一种燃料电池技术领域的制造方法，具体是一种质子交换膜燃料电池双极板与膜电极组件复合制造方法。
背景技术
燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置，它直接将储存在燃料与氧化剂中的化学能转化为电能，理论热电转化效率为85％～90％。质子交换膜燃料电池因工作温度低，启动快，可靠性高，无噪声和排放污染等优点，在电动汽车、中小型发电站和便携式装置中有着广泛的应用前景。
传统的质子交换膜燃料电池组是按照压滤机方式组装的，而且大多采用内共用管道方式。电池组的主体为双极板，膜电极组件(MEAs)及相应的密封件单元的重复，最外两侧为端板。双极板在质子交换膜燃料电池中起到收集电流、分配气体以及水管理和热管理的作用，其重量占到燃料电池电堆重量的80％以上，制造成本占到总成本的30％左右。理想的双极板材料应该具备导电、导热、防腐蚀和易于加工等特点。目前，质子交换膜燃料电池双极板通常采用石墨材料，其技术比较成熟。但石墨材料脆性极大，机械性能差，同时加工效率低，难以实现商业化大批量生产。金属极板易于加工成型，制造效率高，同时具有良好的机械和导电、导热性能，随着防腐技术的发展有望实现大规模应用。
经对现有技术的检索发现，中国专利公开号为CN 101101993A和CN100423331C分别提出了基于冲压成形和滚压成形的金属双极板制造方法，大大简化了制造工艺，提高了制造效率，降低了制造成本。常见的膜电极“五合一”组件有阴极/阳极催化层，阴极/阳极气体扩散层和质子交换膜组成。气体扩散层在电极中不仅起到支撑催化剂层、稳定电极结构的作用，还具备为电极反应提供气体通道、电子通道和排水通道的多种功能。理想的气体扩散层应该具备三个特点：良好的透气性、良好的排水性和良好的导电性。碳纤维纸和碳纤维布是目前应用最为广泛的气体扩散层材料。
近来，越来越多的研究人员致力于改变传统燃料电池几何结构，以期提高电池功率密度。中国专利公开号为CN 101079494 A提出一种新型的波浪型电池结构，该结构将市售的“五合一”MEAs热压成波状，同时采用冲压工艺将带孔的金属薄板制成与波状MEAs相匹配的波浪型双极板。该发明能够增大反应面积，提高体积功率密度和质量功率密度，实现轻量化低成本制造。美国通用公司的一项专利技术中(中国专利公开号为CN 1623244A，公开日期2005年6月1日，)提出了一种具有旋转结构的膜电极，该膜电极组件包括传送膜，催化阳极和催化阴极分别在膜的两个面上；阳极和阴极层上具有导电分布层，该分布层延伸通过每个催化层的气体流动区域。绕旋结构增加了膜面积与燃料电池平面面积的比率，从而增加了燃料电池的电输出量。
然而，上述技术文献中提出的结构在实际应用过程中都将面临一个挑战：膜电极组件采用的碳纤维纸或者碳纤维布脆性较大，在MEAs弯曲成形时容易发生断裂。断裂的碳纤维将影响气体扩散层乃至MEAs的性能，从而影响燃料电池的整体性能。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种质子交换膜燃料电池双极板与膜电极组件复合制造方法，解决传统膜电极组件不能弯曲成形、制造成本高、气体扩散层在装配和使用过程中易断裂、与金属双极板接触电阻较大等问题。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括步骤为：
第一步，采用冲压成形工艺将双层不锈钢纤维网加工成双极板。
第二步，采用聚四氟乙烯(PTFE)对已成形的不锈钢纤维网双极板做憎水处理，从而形成憎水的反应气体通道。
第三步，在已做憎水处理的双极板表面涂覆一层炭粉层进行平整处理，一方面消除表面平整度对催化剂层的影响，另一方面构建一个薄的炭粉扩散层。
第四步，将催化剂层浆料涂抹在Nafion型质子交换膜上制得Pt/C催化剂层。
第五步，将处理好的双极板和带有催化剂层的质子交换膜进行热压处理，得到复合式不锈钢纤维网双极板与膜电极组件。
第一步中，所述双层不锈钢纤维网由粗纤维层和细纤维层真空烧结而成。纤维网的技术参数要求：粗纤维层厚度0.15～0.2mm，纤维直径30～50μm，孔隙率75％～85％；细纤维层厚度为0.11～0.15mm，纤维直径为6～8μm，孔隙率为70％～76％。
第一步中，所述双层不锈钢纤维网整体性能参数要求：透气度为63～70L/(min.dm2)，厚度方向电阻率约为50～80μΩ·cm，面方向热导率约为15～21W/(m·K)，屈服强度为200MPa以上，抗拉强度为400MPa以上。
第二步中，所述憎水处理的典型工艺是采用一定浓度的PTFE乳料进行浸泡，然后放入一定温度的烘箱内焙烤，使浸渍在纤维网内的聚四氟乙烯乳液所含的表面活性剂被除掉，同时使得聚四氟乙烯热熔烧结并均匀分散在纤维上，从而达到良好的憎水效果，构建有利于气体传输的气体通道。
第二步中，所述聚四氟乙烯乳液中PTFE平均粒子直径的分布应尽量窄，且粒径应在0.1～0.3μm之间，有利于形成憎水的反应气体通道。
第三步中，所述的炭粉采用乙炔炭黑。
第三步中，所述的平整处理典型工艺为：用水或水与乙醇的混合物作为溶剂，将乙炔炭黑与PTFE配成质量比为1∶1的溶液，用超声波震荡，使其混合均匀，再将其然后均匀涂覆到极板表面。
第三步中，所指平整处理只需针对双极板的细纤维层表面。
第四步中，所述的Nafion型质子交换膜经预处理，所述预处理是指将Nafion型质子交换膜浸入纯水中，随后浸泡于H2O2溶液中，再以纯水清洗数次以移除膜表面的有机物。其次，将膜浸泡入稀硫酸溶液中，再以纯水清洗数次以移除膜表面的无机物。在清洗完毕后，将其浸泡于氢氧化钠水溶液内以转化为Na+形态。
第四步中，所述催化层浆料制作工艺为：先将质导剂，疏水剂(聚四氟乙烯)，分散剂(异丙醇)与水按一定比例混合成水溶液；然后将适量的Pt/C混合粉末连同磁石一并放入混合溶液瓶内，置于磁石加热搅拌器上混合均匀；最后加入氢氧化钠水溶液，置于超声波振荡器内震荡均匀。
所述的质导剂，采用杜邦公司出品的Nafion溶液。
第四步中，所述涂抹工艺可以用浆涂，喷印或者网印等方法。
第五步中，所述的热压处理是指：将经过憎水处理和平整处理的不锈钢纤维网双极板细纤维层一侧和带有催化剂层的质子交换膜进行热压，优选的参数为：热压温度135℃，压力为8MPa，热压时间90s。
本发明采用冲压成形工艺将双层金属纤维网加工成双极板；同时将经过憎水处理的双极板与经过催化剂喷涂处理的质子交换膜(PEM)热压，从而得到复合式双极板与膜电极组件。该方法中双层金属纤维网粗纤维层起到双极板的作用，而细纤维层则起到气体扩散层的作用，去除了传统上作为气体扩散层的两层碳纸或者碳布，大大降低了原料和加工成本；复合式双极板与膜电极组件克服了传统的膜电极组件脆性极大容易断裂的缺点，可以加工成任意形状，满足新型结构电堆的设计要求，为燃料电池电堆结构创新提供可能；金属纤维网既是双极板又充当气体扩散层的角色，使得金属纤维网双极板与催化剂层直接接触，消除了传统的金属双极板与气体扩散层碳布或者碳纸之间的接触电阻，减少了燃料电池电动势的欧姆损失，从而大大提升了燃料电池性能。
附图说明
图1为本发明制备得到的质子交换膜燃料电池复合式双极板与膜电极组件结构示意图。
图中：双层不锈钢纤维网双极板-1，载有催化剂层的质子交换膜-2，不锈钢纤维网粗纤维层-3，不锈钢纤维网细纤维层-4，氢阳极流道-5，氧阴极流道-6。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
本实施例是在以下实施条件和技术要求条件下实施的：
采用冲压成形工艺将双层不锈钢316纤维网加工成双极板1。将成形好的极板1采用碱洗-酸洗-水洗工艺去除表面油脂和氧化膜。将经过预处理的双极板1先称重，然后多次浸入浓度为5％的聚四氟乙烯乳料中进行浸泡，对其作憎水处理。将浸泡好PTFE的双极板取出荫干后置于温度为330℃～340℃的烘箱内焙烧，使浸渍在纤维网内的聚四氟乙烯乳液所含的表面活性剂被除掉，同时使得聚四氟乙烯热熔烧结并均匀分散在纤维上，从而达到良好的憎水效果，构建有利于气体传输的气体通道。焙烧后，将双极板完全冷却并称重，可确定金属纤维网中聚四氟乙烯的含量，从而确定憎水处理的程度。烘干后的双极板表面凹凸不平，会影响催化剂层的品质，因此，有必要对不锈钢纤维网双极板细纤维层4表面进行平整处理，其工艺为：用水和乙醇的混合液作为溶剂，将乙炔炭黑与PTFE配成质量比为1∶1的溶液，用超声波震荡，使其混合均匀，再使其沉降。清除上部清夜后，将沉降物涂抹到已进行过憎水处理的不锈钢纤维网双极板的细纤维层4表面上，荫干后即得到平整表面。
将市售Nafion117型质子交换膜进行预处理：将质子交换膜浸入纯水中，随后浸泡于H2O2溶液中，再以纯水清洗数次以移除膜表面的有机物；接下来将浸泡入稀硫酸溶液中，再以纯水清洗数次以移除膜表面的无机物。在清洗完毕后，将其浸泡于氢氧化钠水溶液内以转化为Na+形态。然后，制作催化剂层浆料，其工艺为：先将质导剂(Nafion溶液)，疏水剂(聚四氟乙烯)，分散剂(异丙醇)与水混合成水溶液；然后将适量的Pt/C混合粉末连同磁石一并放入混合溶液瓶内，置于磁石加热搅拌器上混合均匀；最后加入氢氧化钠水溶液，置于超声波振荡器内震荡均匀。最后，将制作好的催化剂层浆料采用浆涂法均匀涂抹在经过预处理的Nafion117型质子交换膜2表面。
将经过憎水处理的不锈钢纤维网双极板1和带有催化剂层的质子交换膜2进行热压处理：热压温度130℃，压力为6MPa，热压时间60s，从而得到复合式不锈钢纤维网双极板与膜电极组件。
如图1所示，本实施例制备得到的的质子交换膜燃料电池复合式双极板与膜电极组件结构示意图，采用复合式不锈钢纤维网双极板与膜电极组件进行装堆测试，单电池电堆峰值功率密度可达到408mW cm-2，峰值体积比功率密度和质量比功率密度可达到2637W L-1和2092W kg-1。(测试条件：电堆温度为80℃，阴极、阳极反应气温度为80℃，湿度为100％，压强为0.3MPa)
实施例2
本实施例是在以下实施条件和技术要求条件下实施的：
采用冲压成形工艺将双层不锈钢316纤维网加工成双极板1。将成形好的极板1采用碱洗——酸洗——水洗工艺去除表面油脂和氧化膜。将经过预处理的双极板1先称重，然后多次浸入浓度为5％的聚四氟乙烯乳料中进行浸泡，对其作憎水处理。将浸泡好PTFE的双极板取出荫干后置于温度为330℃～340℃的烘箱内焙烧，使浸渍在纤维网内的聚四氟乙烯乳液所含的表面活性剂被除掉，同时使得聚四氟乙烯热熔烧结并均匀分散在纤维上，从而达到良好的憎水效果，构建有利于气体传输的气体通道。焙烧后，将双极板完全冷却并称重，可确定金属纤维网中聚四氟乙烯的含量，从而确定憎水处理的程度。烘干后的双极板表面凹凸不平，会影响催化剂层的品质，因此，有必要对不锈钢纤维网双极板表面进行平整处理，其工艺为：用水作为溶剂，将乙炔炭黑与PTFE配成质量比为1∶1的溶液，用超声波震荡，使其混合均匀，再使其沉降。清除上部清夜后，将沉降物涂抹到已进行过憎水处理的不锈钢纤维网双极板的细纤维层表面4上，然后经过330～370℃的高温热处理即可。
制作催化剂层浆料，其工艺为：先将质导剂(Nafion溶液)，疏水剂(聚四氟乙烯)，分散剂(异丙醇)与水混合成水溶液；然后将适量的Pt/C混合粉末连同磁石一并放入混合溶液瓶内，置于磁石加热搅拌器上混合均匀；最后加入氢氧化钠水溶液，置于超声波振荡器内震荡均匀。将制作好的催化剂层浆料采用喷印法均匀涂抹在经过憎水处理和平整处理的不锈钢纤维网双极板的细纤维层表面4上。
将市售Nafion212型质子交换膜进行预处理：将质子交换膜浸入纯水中，随后浸泡于H2O2溶液中，再以纯水清洗数次以移除膜表面的有机物；接下来将浸泡入稀硫酸溶液中，再以纯水清洗数次以移除膜表面的无机物。在清洗完毕后，将其浸泡于氢氧化钠水溶液内以转化为Na+形态。
将带有催化剂层不锈钢316纤维网的双极板与经过预处理的质子交换膜进行热压处理：热压温度140℃，压力为10MPa，热压时间120s，从而得到复合式不锈钢纤维网双极板与膜电极组件。
采用复合式不锈钢纤维网双极板与膜电极组件进行装堆测试，单电池电堆峰值功率密度可达到395mW cm-2，峰值体积比功率密度和质量比功率密度可达到2553W L-1和2025W kg-1。(测试条件：电堆温度为80℃，阴极、阳极反应气温度为80℃，湿度为100％，压强为0.3MPa)
实施例3
本实施例是在以下实施条件和技术要求条件下实施的：
采用冲压成形工艺将双层不锈钢316纤维网加工成双极板1。将成形好的极板1采用碱洗——酸洗——水洗工艺去除表面油脂和氧化膜。将经过预处理的双极板1先称重，然后多次浸入浓度为5％的聚四氟乙烯乳料中进行浸泡，对其作憎水处理。将浸泡好PTFE的双极板取出荫干后置于温度为330℃～340℃的烘箱内焙烧，使浸渍在纤维网内的聚四氟乙烯乳液所含的表面活性剂被除掉，同时使得聚四氟乙烯热熔烧结并均匀分散在纤维上，从而达到良好的憎水效果，构建有利于气体传输的气体通道。焙烧后，将双极板完全冷却并称重，可确定金属纤维网中聚四氟乙烯的含量，从而确定憎水处理的程度。烘干后的双极板表面凹凸不平，会影响催化剂层的品质，因此，有必要对不锈钢纤维网双极板的细纤维表面4进行平整处理，其工艺为：用水作为溶剂，将乙炔炭黑与PTFE配成质量比为1∶1的溶液，用超声波震荡，使其混合均匀，再使其沉降。清除上部清夜后，将沉降物涂抹到已进行过憎水处理的不锈钢纤维网双极板的细纤维层表面4上，然后经过330～370℃的高温热处理即可。
将市售Nafion212型质子交换膜进行预处理：将质子交换膜浸入纯水中，随后浸泡于H2O2溶液中，再以纯水清洗数次以移除膜表面的有机物；接下来将浸泡入稀硫酸溶液中，再以纯水清洗数次以移除膜表面的无机物。在清洗完毕后，将其浸泡于氢氧化钠水溶液内以转化为Na+形态。然后，制作催化剂层浆料，其工艺为：先将质导剂(Nafion溶液)，疏水剂(聚四氟乙烯)，分散剂(异丙醇)与水混合成水溶液；然后将适量的Pt/C混合粉末连同磁石一并放入混合溶液瓶内，置于磁石加热搅拌器上混合均匀；最后加入氢氧化钠水溶液，置于超声波振荡器内震荡均匀。最后，将制作好的催化剂层浆料采用浆涂法均匀涂抹在经过预处理的Nafion212型质子交换膜2表面。
将经过憎水处理的不锈钢纤维网双极板1和带有催化剂层的质子交换膜进行热压处理：热压温度135℃，压力为8MPa，热压时间90s，从而得到复合式不锈钢纤维网双极板与膜电极组件。
采用复合式不锈钢纤维网双极板与膜电极组件进行装堆测试，单电池电堆峰值功率密度可达到420mW cm-2，峰值体积比功率密度和质量比功率密度可达到2715W L-1和2154W kg-1。(测试条件：电堆温度为80℃，阴极、阳极反应气温度为80℃，湿度为100％，压强为0.3MPa)
本实例与实施例1、2相比，将催化剂层直接涂抹在质子交换膜上可以提高燃料电池的耐久性；本实例所用热压处理参数可获得最佳燃料电池性能。

Claims (10)

1.一种质子交换膜燃料电池双极板与膜电极组件复合制造方法，其特征在于，包括步骤为：
第一步，采用冲压成形工艺将双层不锈钢纤维网加工成双极板；
第二步，采用聚四氟乙烯对已成形的不锈钢纤维网双极板做憎水处理，从而形成憎水的反应气体通道；
第三步，在已做憎水处理的双极板表面涂覆一层炭粉层进行平整处理，以消除表面平整度对催化剂层的影响，同时构建一个薄的炭粉扩散层；
第四步，将催化剂层浆料涂抹在Nafion型质子交换膜上制得Pt/C催化剂层；
第五步，将处理好的双极板和带有催化剂层的质子交换膜进行热压处理，得到复合式不锈钢纤维网双极板与膜电极组件。
2.如权利要求1所述的质子交换膜燃料电池双极板与膜电极组件复合制造方法，其特征是，第一步中，所述双层不锈钢纤维网由粗纤维层和细纤维层真空烧结而成，纤维网的技术参数要求：粗纤维层厚度0.15～0.2mm，纤维直径30～50μm，孔隙率75％～85％；细纤维层厚度为0.11～0.15mm，纤维直径为6～8μm，孔隙率为70％～76％。
3.如权利要求1或者2所述的质子交换膜燃料电池双极板与膜电极组件复合制造方法，其特征是，第一步中，所述双层不锈钢纤维网整体性能参数要求：透气度为63～70L/(min.dm2)，厚度方向电阻率为50～80μΩ·cm，面方向热导率约为15～21W/(m·K)，屈服强度为200MPa以上，抗拉强度为400MPa以上。
4.如权利要求1所述的质子交换膜燃料电池双极板与膜电极组件复合制造方法，其特征是，第二步中，所述憎水处理是采用聚四氟乙烯乳料进行浸泡，然后放入烘箱内焙烤，使浸渍在纤维网内的聚四氟乙烯乳液所含的表面活性剂被除掉，同时使得聚四氟乙烯热熔烧结并均匀分散在纤维上。
5.如权利要求4所述的质子交换膜燃料电池双极板与膜电极组件复合制造方法，其特征是，第二步中，所述聚四氟乙烯乳液中聚四氟乙烯平均粒子直径的分布应尽量窄，且粒径应在0.1～0.3μm之间。
6.如权利要求1所述的质子交换膜燃料电池双极板与膜电极组件复合制造方法，其特征是，第三步中，所述的炭粉采用乙炔炭黑。
7.如权利要求1所述的质子交换膜燃料电池双极板与膜电极组件复合制造方法，其特征是，第三步中，所述的平整处理只针对双极板的细纤维层表面，具体为：用水或水与乙醇的混合物作为溶剂，将乙炔炭黑与聚四氟乙烯配成质量比为1∶1的溶液，用超声波震荡，使其混合均匀，再将其然后均匀涂覆到极板表面。
8.如权利要求1所述的质子交换膜燃料电池双极板与膜电极组件复合制造方法，其特征是，第四步中，所述的Nafion型质子交换膜经过预处理，所述预处理是指将Nafion型质子交换膜浸入纯水中，随后浸泡于H2O2溶液中，再以纯水清洗数次以移除膜表面的有机物，其次，将膜浸泡入稀硫酸溶液中，再以纯水清洗数次以移除膜表面的无机物，在清洗完毕后，将其浸泡于氢氧化钠水溶液内以转化为Na+形态。
9.如权利要求1所述的质子交换膜燃料电池双极板与膜电极组件复合制造方法，其特征是，第四步中，所述催化层浆料，其制作为：先将质导剂Nafion溶液，疏水剂聚四氟乙烯，分散剂异丙醇与水混合成水溶液，然后将Pt/C混合粉末连同磁石一并放入混合溶液瓶内，置于磁石加热搅拌器上混合均匀，最后加入氢氧化钠水溶液，置于超声波振荡器内震荡均匀。
10.如权利要求1或所述的质子交换膜燃料电池双极板与膜电极组件复合制造方法，其特征是，第五步中，所述的热压处理是指：将经过憎水处理和平整处理的不锈钢纤维网双极板细纤维层一侧和带有催化剂层的质子交换膜进行热压，参数为：热压温度135℃，压力为8MPa，热压时间90s。
CN2009100490052A 2009-04-09 2009-04-09 质子交换膜燃料电池双极板与膜电极组件复合制造方法 Active CN101552342B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009100490052A CN101552342B (zh) 2009-04-09 2009-04-09 质子交换膜燃料电池双极板与膜电极组件复合制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009100490052A CN101552342B (zh) 2009-04-09 2009-04-09 质子交换膜燃料电池双极板与膜电极组件复合制造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101552342A true CN101552342A (zh) 2009-10-07
CN101552342B CN101552342B (zh) 2010-12-29

Family

ID=41156415

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009100490052A Active CN101552342B (zh) 2009-04-09 2009-04-09 质子交换膜燃料电池双极板与膜电极组件复合制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101552342B (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102082277A (zh) * 2010-12-24 2011-06-01 上海交通大学 用于燃料电池的金属气体扩散层及其制备方法
CN103151546A (zh) * 2013-03-25 2013-06-12 杭州电子科技大学 一种燃料电池流场板及燃料电池
CN103413960A (zh) * 2013-08-26 2013-11-27 中国东方电气集团有限公司 液流电池和液流电池堆
CN103746123A (zh) * 2014-02-18 2014-04-23 武汉理工大学 质子交换膜燃料电池金属双极板及其构成的电堆
CN109216722A (zh) * 2018-08-28 2019-01-15 上海交通大学 厚度补偿式燃料电池堆集流板、燃料电池堆及其优化方法
CN109326808A (zh) * 2018-09-20 2019-02-12 宝应县润华静电涂装工程有限公司 一种能防止质子交换膜表面起皱的薄膜
CN109755592A (zh) * 2018-12-26 2019-05-14 浙江锋源氢能科技有限公司 一种金属双极板及其制备方法以及燃料电池
CN110120530A (zh) * 2019-05-07 2019-08-13 一汽解放汽车有限公司 高透气性复合金属燃料电池双极板及制备方法
CN110380081A (zh) * 2019-07-24 2019-10-25 珠海格力电器股份有限公司 一种风冷型燃料电池电堆及其系统

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102082277B (zh) * 2010-12-24 2013-06-19 上海交通大学 用于燃料电池的金属气体扩散层及其制备方法
CN102082277A (zh) * 2010-12-24 2011-06-01 上海交通大学 用于燃料电池的金属气体扩散层及其制备方法
CN103151546B (zh) * 2013-03-25 2016-05-18 杭州电子科技大学 一种燃料电池流场板及燃料电池
CN103151546A (zh) * 2013-03-25 2013-06-12 杭州电子科技大学 一种燃料电池流场板及燃料电池
CN103413960A (zh) * 2013-08-26 2013-11-27 中国东方电气集团有限公司 液流电池和液流电池堆
CN103413960B (zh) * 2013-08-26 2015-07-29 中国东方电气集团有限公司 液流电池和液流电池堆
CN103746123A (zh) * 2014-02-18 2014-04-23 武汉理工大学 质子交换膜燃料电池金属双极板及其构成的电堆
CN103746123B (zh) * 2014-02-18 2016-08-31 武汉理工大学 质子交换膜燃料电池金属双极板及其构成的电堆
CN109216722A (zh) * 2018-08-28 2019-01-15 上海交通大学 厚度补偿式燃料电池堆集流板、燃料电池堆及其优化方法
CN109216722B (zh) * 2018-08-28 2021-04-02 上海交通大学 厚度补偿式燃料电池堆集流板、燃料电池堆及其优化方法
CN109326808A (zh) * 2018-09-20 2019-02-12 宝应县润华静电涂装工程有限公司 一种能防止质子交换膜表面起皱的薄膜
CN109755592A (zh) * 2018-12-26 2019-05-14 浙江锋源氢能科技有限公司 一种金属双极板及其制备方法以及燃料电池
CN109755592B (zh) * 2018-12-26 2023-10-27 浙江锋源氢能科技有限公司 一种金属双极板及其制备方法以及燃料电池
CN110120530A (zh) * 2019-05-07 2019-08-13 一汽解放汽车有限公司 高透气性复合金属燃料电池双极板及制备方法
CN110380081A (zh) * 2019-07-24 2019-10-25 珠海格力电器股份有限公司 一种风冷型燃料电池电堆及其系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN101552342B (zh) 2010-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101552342B (zh) 质子交换膜燃料电池双极板与膜电极组件复合制造方法
CN102082277B (zh) 用于燃料电池的金属气体扩散层及其制备方法
CN102265439B (zh) 燃料电池及其制造方法
CN101557001B (zh) 一种燃料电池膜电极及其制备方法
CN107369838B (zh) 一种用于直接甲醇燃料电池的免热压复合电极及其制备方法
EP2461401B1 (en) Use of a gas diffusion layer member in a solid polymer fuel cell
KR101164874B1 (ko) 저온 전사법을 이용한 막전극접합체 제조방법, 이에 따라제조된 막전극접합체 및 이를 이용한 연료전지
US11283082B2 (en) Gas diffusion electrode and production method therefor
CN101942672A (zh) 一种聚合物电解质膜电极的制备方法
CN111584880B (zh) 一种低铂质子交换膜燃料电池膜电极及其制备方法
CN105576255A (zh) 一种高功率密度pemfc电堆专用极板制造方法
CN101471443A (zh) 一种燃料电池气体扩散层、电极、膜电极组件、电堆及其制备方法
CN112993265A (zh) 一种用于燃料电池的气体扩散层及其制备方法
CN102820474A (zh) 一种聚合物电解质膜电极的制备方法
US20100203419A1 (en) Process For Producing Solid Polymer Electrolyte Membrane, and Solid Polymer Electrolyte Membrane
US20080178991A1 (en) Method of making membrane electrode assemblies
JP5683458B2 (ja) ガス拡散層
CN110416581A (zh) 一种阳极液流均相催化燃料电池及其制备方法
CN100444434C (zh) 具有水调节能力的膜电极及制备方法
CN111584879A (zh) 气体扩散层、其制备方法、以及相应的膜电极组件以及燃料电池
KR100689105B1 (ko) 캐필러리 공정을 이용한 연료전지의 촉매층 제조 방법
CN113823803B (zh) 一种质子交换膜燃料电池气体扩散层-rGO@Ni/Nifoam的制备方法及应用
CN114883579A (zh) 一种燃料电池用碳纸及其制备方法
CN114497591A (zh) 一种高活性MXene\CF复合电极材料及其在钒电池中的应用
CN103999276B (zh) 气体扩散基片

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20160708

Address after: 201306 Shanghai, Nanhui, the new town of the West Lake Road, No. two, No. 888, No.

Patentee after: Shanghai Zhen Zhen new energy equipment Co., Ltd.

Address before: 200240 Dongchuan Road, Shanghai, No. 800, No.

Patentee before: Shanghai Jiao Tong University

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20190415

Address after: 201406, Room 2388, No. 1800 Lane, Xinyang Highway, Fengxian District, Shanghai

Patentee after: Shanghai Zhichen New Energy Technology Co., Ltd.

Address before: 201306 Shanghai Pudong New Area Nanhui new town 888 West Road two

Patentee before: Shanghai Zhen Zhen new energy equipment Co., Ltd.

CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: No. 4 Workshop 168 Xinsiping Highway, Fengxian District, Shanghai, 200241

Patentee after: Shanghai Hydrogen Morning New Energy Technology Co., Ltd.

Address before: 201406, Room 2388, No. 1800 Lane, Xinyang Highway, Fengxian District, Shanghai

Patentee before: Shanghai Zhichen New Energy Technology Co., Ltd.