CN101887975A - 一种燃料电池用膜-膜电极的集成化制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种燃料电池用膜-膜电极的集成化制备方法，包括制备质子交换膜和制作膜电极，其特征在于所述制备质子交换膜是用质子交换树脂溶液用流延、浸渍或喷涂方法中的任意一种方法制备质子交换膜坯体，制备的质子交换膜坯体不做后续处理；所述制作膜电极是直接在所述不经过后续处理的质子交换膜坯体上，用网印、喷涂或涂刷方法中的任意一种方法将电极浆料涂覆于质子交换膜坯体两面，形成具有稳定形态的膜电极坯体；再将膜电极坯体进行离子转型、热处理和活化处理。利用本发明的膜电极制备方法具有以下特点：制备工艺简化、易于实现规模化生产、膜电极组件的电化学活性高、机械强度好、结构形态稳定。

Description

一种燃料电池用膜-膜电极的集成化制备方法
技术领域
本发明涉及燃料电池领域，尤其涉及燃料电池用催化剂涂层膜电极的制备方法，特别涉及可以将质子交换膜的制备与催化剂涂层膜电极的制备集成在一起的方法。
背景技术
膜电极组件(Membrane-electrodes assembly，MEA)主要由阴极电极、阳极电极和质子交换膜组成，其中阴、阳电极分别由气体扩散层(GDL)和催化层(CL)组成。MEA为燃料电池提供了完成化学能向电能转换的场所，因此它承担着燃料和氧化剂的供应、电子和水的导出等任务。为了提高电化学反应效率、降低催化剂用量，人们开发出了多种结构的膜电极组件，它们的主要区别在于电极的结构，大体可分为较厚的气体扩散电极(GDE)和薄的亲水电极(CCM)。传统的MEA是先在多孔的气体扩散层上制备催化层，形成气体扩散电极(GDE)，然后将两片电极与质子交换膜热压到一起形成MEA。这种MEA的催化层较厚，要求催化剂担量较高，催化层与膜的结合性差。，为了提高电池效率、降低催化剂用量，Wilson等人(“Thin film catalyst layers for polymerelectrolyte fuel cell electrode”by M.S.Wilson and S.Gottesfeld，Journal of AppliedElectrochemistry 1992，22：1-7，“High performance catalyzed membranes ofultra-low PT loadings”by M.S.Wilson and S.Gottesfeld，Journal of Electrochem.Soc.，1992，139(2)：L28-L30)提出了在质子交换膜上制备催化层，然后再将它与气体扩散层复合在一起形成MEA，从制备工艺角度将它称为催化剂涂层膜电极(Catalyst coated membrane，CCM)，从电极结构特点来讲，它属于薄的亲水电极。
薄层亲水电极中主要含有两种成分：一是催化剂，如Pt/C，它起到提供电化学反应活性和传导电子的作用，另一种是离聚物(ionomer)，如全氟磺酸树脂，由它构成的网络起到传导质子的作用。同时为了改善催化剂的分散和优化电极结构，在用于制备电极的电极浆料中还可以根据需要加入分散剂、粘合剂、造孔剂或憎水剂等。如US5,330,860中采用的电极浆料含有催化剂(Pt/C)、离聚物(全氟磺酸聚合物)和分散剂(乙二醇单甲醚)。US5,211,984中采用乙二醇或NaOH调节浆料粘度。用这些浆料制得的致密催化层为完全亲水的，具有连续的质子传递通道，并且它与质子交换膜也有很好的结合，非常有利于质子和水的传递。也正是因为如此，为了保证有足够的气体(燃料和氧化剂)能够达到催化剂表面实现电化学反应，要求这种亲水催化层必须非常薄，因此，保证催化剂颗粒的均匀分散非常重要。
现有的CCM的制备技术主要分为直接法和间接法。直接法是将催化剂浆料分散在质子交换膜上形成催化剂涂层膜电极，如CN200,410,012,745.6公开的方法是将催化剂、质子交换树脂、疏水剂、分散剂及表面活性剂混合制备成电极粉料，采用激光打印技术和静电复印技术将其分散到质子交换膜上形成催化剂涂层膜电极。US6,074,692公开的方法是将质子交换膜先进行预溶涨，并用设备固定以限制收缩，然后采用喷涂的方法将电极浆料分散到质子交换膜的两面，再经干燥制成催化剂涂层膜电极。US7,041,191公开的方法是将质子交换膜固定在基板上，再将固定有膜的基板置于丝网印刷机上，把电极浆料网印到膜的两面，经过干燥、热压形成膜电极。US7,285,307公开的方法是将质子交换膜复合在塑料背膜上，采用丝网印刷或模版印刷的方法将电极浆料分散在质子交换膜的一面，电极浆料完全干燥后揭去背膜，再将电极浆料采用如前的方法分散到质子交换膜的另一面。
间接法是先将电极浆料涂敷到基体介质上形成催化剂层，再通过热压法将催化剂层转移到质子交换膜上，如US5,211,984公开的方法是将粘度适宜的催化剂/离聚物浆料涂覆到基体介质-特氟龙(Teflon)薄膜上，干燥后形成催化层，然后将它与质子交换膜贴合在一起，经过热压使催化层与膜牢固结合，最后揭去特氟龙薄膜。US5,211,984公开的方法是采用先将PTFE微孔膜用稀释的Nafion溶液预处理，紧接着将电极浆料涂覆于其上，待溶剂完全干燥后，将催化层与质子交换膜贴合在一起，经热压使催化层与膜结合牢固，然后揭去PTFE微孔膜。CN200,410,012,744.1先采用丝网印刷技术将电极浆料涂敷在基体介质上，形成催化剂层，然后通过热压将催化剂层转移到质子交换膜上。
由于MEA制备工艺的规模和效率是制约燃料电池产能的重要因素，因此开发简化的、可批量制备的膜电极生产工艺是燃料电池生产厂家追求的目标。US6,823,584公开的连续制备CCM的方法是采用双面带压设备，将膜与电极结合在一起，并且采用多种切割技术将CCM剪裁成一定的尺寸。
综上所述，现有技术的方法都是采用已有的质子交换膜来制备膜电极，也就是说质子交换膜的制备与电极的制备是分开进行，这样的制备工艺，路线比较繁琐，不利于降低成本，尤其不利于实现批量化制造。
发明内容
本发明提出了一种将质子交换膜的制备与电极的制备集成在一起制备催化剂涂层膜电极(CCM)的方法。
本发明的膜-膜电极集成化制备方法是通过以下的技术方案实现的：一种燃料电池用膜-膜电极的集成化制备方法，包括制备质子交换膜和制作膜电极，其特征在于所述制备质子交换膜是用质子交换树脂溶液用流延、浸渍或喷涂方法中的任意一种方法涂覆成质子交换树脂溶液膜，干燥后制成质子交换膜坯体，制备的质子交换膜坯体不做后续处理；所述制作膜电极是直接在所述不经过后续处理的质子交换膜坯体上，用网印、喷涂或涂刷方法中的任意一种方法将电极浆料涂覆于质子交换膜坯体两面，干燥后形成具有稳定形态的膜电极坯体；再将膜电极坯体进行离子转型、热处理和活化处理。
本发明所述一种燃料电池用膜-膜电极的集成化制备方法，其特征在于所述对质子交换树脂溶液膜的干燥，是在将质子交换树脂溶液涂覆成膜的过程中，同时对质子交换树脂溶液膜进行加热干燥，除去溶剂，得到质子交换膜坯体，加热温度在50～150℃之间。
本发明所述一种燃料电池用膜-膜电极的集成化制备方法，其特征在于所述对质子交换树脂溶液膜进行加热干燥的方法是用热板加热。
本发明所述一种燃料电池用膜-膜电极的集成化制备方法，其特征在于所述对质子交换树脂溶液膜的干燥，是在将质子交换树脂溶液涂覆成膜的过程中，同时对质子交换树脂溶液膜进行加热干燥，除去溶剂，得到质子交换膜坯体，加热温度在50～150℃之间。
本发明所述一种燃料电池用膜-膜电极的集成化制备方法，其特征在于所述向质子交换膜膜坯体两面涂覆电极浆料的过程中，同时加热干燥，除去电极浆料中的试剂的方法是用热板加热。
本发明所述一种燃料电池用膜-膜电极的集成化制备方法，其特征在于所述制备的质子交换膜坯体是均质结构质子交换膜坯体和复合结构质子交换膜坯体中的任意一种。
本发明所述一种燃料电池用膜-膜电极的集成化制备方法，其特征在于所述均质结构质子交换膜坯体的制备是：将质子交换树脂溶液流延或喷涂于基体片材上，同时加热干燥，除去质子交换树脂溶液中的溶剂形成连续的质子交换膜坯体；所述复合结构的质子交换膜坯体的制备是：将展开的微孔膜或纤维织物作为复合基体，用浸渍或喷涂的方法将质子交换树脂溶液涂覆到基体上，同时加热干燥，除去溶剂，得到具有稳定形态的质子交换膜坯体。
本发明所述一种燃料电池用膜-膜电极的集成化制备方法，其特征在于所述制备均质结构质子交换膜坯体用的基体片材是是不锈钢带或塑料薄膜；所述制备复合结构的质子交换膜坯体的复合基体是微孔膜或纤维织物。
本发明所述一种燃料电池用膜-膜电极的集成化制备方法，其特征在于所述用均质结构质子交换膜坯体制备膜电极坯体，是先在均质结构质子交换膜坯体的一面涂覆电极浆料并干燥，然后揭去基体膜片，将一面涂覆电极浆料的均质结构质子交换膜坯体翻转，再在另一面涂覆电极浆料并干燥；所述用复合结构的质子交换膜坯体制备膜电极坯体，是在质子交换膜坯体一面涂覆电极浆料并干燥，然后翻转再在另一面涂覆电极浆料并干燥的分开涂覆方法或者在质子交换膜坯体两面同时涂覆电极浆料并干燥的方法。
本发明所述一种燃料电池用膜-膜电极的集成化制备方法，其特征在于所述膜电极坯体的离子转型、热处理和活化处理是：膜电极坯体离子转型处理包括：将膜电极坯体浸泡于碱性溶液或盐溶液中浸泡0.5～2小时，使电极层中的离子交换树脂转为非H+型的，所述碱性溶液是NaOH或KOH溶液，所述盐溶液是饱和NaCl、KCl溶液，离子转型处理温度在室温～100℃之间；膜电极坯体热处理是：在惰性气体保护下，将经过离子转型处理的膜电极坯体置于100～250℃的烘箱中，保温3～5小时；活化处理是：用0.1～1M的硫酸溶液浸泡，然后水洗，使膜电极坯体中的质子交换膜和树脂转换成H+型。
本发明所述一种燃料电池用膜-膜电极的集成化制备方法的工艺流程，包括用均质结构质子交换膜坯体制备膜电极流程和用复合结构质子交换膜坯体制备膜电极，其特征在于所述用均质结构质子交换膜坯体制备膜电极流程如下：
1)将配制好的质子交换树脂溶液置于质子交换树脂溶液罐中，
2)将配制好的电极浆料置于浆料喷涂罐中，
3)滚筒传输装置带动不锈钢履带循环转动，不锈钢履带达到涂覆工作区时，质子交换树脂溶液罐中的质子交换树脂溶液经倒料槽倾倒于不锈钢履带上，用挡板刮刀将溶液均匀地分布在不锈钢履带上，
4)覆有质子交换树脂溶液的不锈钢履带进入加热通道，使溶剂挥发，得到均质结构质子交换膜坯体，
5)将均质结构质子交换膜坯体与不锈钢履带剥离，不锈钢履带继续循环运转，剥离后均质结构质子交换膜坯体用另一条传输线送入喷涂设备，喷涂设备将电极浆料喷涂到膜坯体两面，
6)对两面喷涂有电极浆料的膜坯体加热，使电极浆料干燥形成膜电极坯体，
7)将膜电极坯体在NaCl溶液中浸泡，浸泡后用去离子水清洗，用吸水滚筒除去膜电极坯体表面的液体，
8)将膜电极坯体在氮气保护下加热干燥，得到膜电极预制体，
9)将膜电极预制体在硫酸中浸泡，浸泡后用去离子水冲洗，除去表面的液体得到均质结构质子交换膜电极；
所述用复合结构质子交换膜坯体制备膜电极流程如下：
1)将配制好的质子交换树脂溶液置于喷涂设备的质子交换树脂溶液罐中，
2)将配制好的质子交换树脂稀溶液置于质子交换树脂稀溶液罐中，
3)将配制好的电极浆料置于喷涂设备的电极浆料罐中，
4)将聚四氟乙烯微孔薄膜固定在支撑框上，
5)将固定有微孔膜的支撑框置于质子交换树脂稀溶液中浸润后，置于热台上干燥，
6)用质子交换树脂溶液喷涂设备将质子交换树脂溶液均匀喷涂在固定在支撑框上的微孔膜两面，同时保持热板温度，反复的喷涂上料，直至膜的厚度达到预定要求形成膜坯体，
7)用电极浆料喷涂设备将电极浆料分别在膜坯体两面均匀喷涂，同时保持热板温度，反复的喷涂上料，直至电极层厚度达到预定要求，形成膜电极坯体，
8)将膜电极坯体从支撑框上取下，置于NaOH溶液中浸泡，浸泡后用去离子水冲洗，除去表面的液体得到Na+型膜电极坯体，
9)将Na+型膜电极坯体在氮气保护下加热干燥，得到膜电极预制体，
10)将膜电极预制体在硫酸中浸泡，浸泡后用去离子水冲洗，除去表面的液体得到复合膜电极。
本发明的制备膜电极的方法具有以下特点：
1)采用质子交换膜坯体制备膜电极，省去了对膜的预处理和后处理工艺，并使制模和制模电极一体化，不及工艺简化，尤其有利于批量化制造和提高生产效率、降低成本。
2)用质子交换膜坯体制备膜电极有利于改善膜与电极结合，增加电极活性和稳定性。
3)采用离子转型和热处理工艺有利于提高膜电极的电化学活性和机械强度。
附图说明
本发明共有附图5幅，其中
图1是本发明实施例1的制备过程示意图，
图2是本发明实施例1制备的膜电极的结构示意图，
图3是用实施例1制备的膜电极组装的燃料电池的性能曲线图，
图4是本发明实施例2的制备过程示意图，
图5是本发明实施例2制备的膜电极的结构示意图。
附图中，101、聚四氟乙烯微孔薄膜，102、支撑框，103、用复合结构的质子交换膜坯体制备膜电极的质子交换树脂稀溶液，104、机械臂，105、用复合结构的质子交换膜坯体制备膜电极的质子交换树脂溶液，106、用复合结构的质子交换膜坯体制备膜电极的电极浆料，107质子交换树脂溶液喷涂设备，108、电极浆料喷涂设备，109、热台，110、热台上的钢框，111、伺服电机，112、膜电极坯体，113、NaOH溶液，114、Na+型膜电极坯体，115、烘箱，116、膜电极预制体，117、0.5M硫酸，118用复合结构的质子交换膜坯体制备的复合膜电极，202、复合结构质子交换膜坯体，203、复合结构质子交换膜基体，201a、电极层，201b、电极层，401、质子交换树脂溶液，402、不锈钢履带，403、挡板刮刀，404、加热通道，405均质结构的质子交换膜坯体，406a、电极浆料，406b、电极浆料，407、喷涂设备，408、热板，409、热板，410、喷涂设备，411、涂有电极层的膜电极坯体，412、NaCl溶液的料槽，413、去离子水槽，414、吸水滚筒，415烘道，416、膜电极预制体，501a、电极层，501b、电极层，502、均质结构的质子交换膜。
具体实施方式
本发明的燃料电池用膜-膜电极的集成化制备方法包括制备质子交换膜坯体、制备膜电极坯体和膜电极坯体的离子转型、热处理和活化处理。
制备质子交换膜坯体的过程是：质子交换树脂溶液通过流延、浸渍或喷涂的方法涂覆到基体膜片上，经加热干燥，除去溶剂，得到质子交换膜坯体。所用的质子交换树脂溶液是质子交换树脂和溶剂。质子交换树脂在质子交换树脂溶液中的含量是3％～20％wt.。质子交换树脂可以是全氟或部分氟化磺酸树脂或非氟的磺酸树脂中的一种；溶剂可以是单一溶剂也可以是混合溶剂，包括醇、水和高沸点极性溶剂，醇可以是甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇中的一种或几种；高沸点极性溶剂可以是N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、1-甲基-2-吡咯烷酮中的一种或几种。质子交换膜坯体可以是均质结构的也可以是复合结构的。用于制备均质结构的质子交换膜坯体的基体片材是不锈钢带或塑料薄膜。用于制备复合结构的质子交换膜坯体的基体是微孔膜或者纤维织物，它们的传输可以采用带有紧固装置的滚筒或支撑框。质子交换膜坯体的干燥是在涂覆质子交换树脂的过程中同时进行的，采用热板加热，温度在50～150℃之间。
制备膜电极坯体的过程是：将电极浆料采用网印、喷涂或涂刷的方法涂覆于质子交换膜坯体的两面，同时加热干燥除去电极浆料中的试剂，形成具有稳定形态的膜电极坯体。电极浆料的是电催化剂、质子交换树脂和分散剂。电催化剂是担载型催化剂，催化剂载体是炭黑、碳纳米管、炭须、TiO2等中的一种或几种，催化剂活性组分是Pt、Pt-Pd、Pt-Ru等中的一种或几种，活性组分担载量为20％～70％wt.。电极浆料中的质子交换树脂是全氟或部分氟化磺酸树脂或非氟的磺酸树脂中的一种。电极浆料中的分散剂是水、醇、酯或醚中的一种或几种。膜电极坯体的干燥是在涂覆电极浆料的过程中同时进行的，采用热板加热，温度在50～150℃之间。当采用均质结构的质子交换膜坯体制备膜电极时，先在均质结构的质子交换膜坯体的一面涂覆电极浆料并干燥，然后揭去基体膜片、翻转，再在另一面涂覆电极浆料并干燥。当采用复合结构的质子交换膜坯体制备膜电极时，可以采用对质子交换膜坯体两面分开涂覆电极浆料的方法，也可以采用对质子交换膜坯体两面同时涂覆电极浆料的方法制备电极层。
本发明中膜电极的成型是将膜电极坯体经过离子转型、热处理和活化处理完成的。离子转型是将膜电极坯体浸泡于碱性溶液或盐溶液中，使其中的离子交换树脂成为非H+型的，碱性溶液是NaOH或KOH溶液，盐溶液是饱和NaCl或KCl溶液，浸泡温度在室温～100℃之间，浸泡时间在0.5～2小时。热处理是在惰性气体保护下，将经过离子转型处理的膜电极坯体置于温度为100～250℃的烘箱中，保温2～5小时。活化处理是用0.1～1M的硫酸溶液浸泡，然后水洗，使膜电极坯体中的质子交换膜和树脂转换成H+型。
实施例1
用复合结构的质子交换膜坯体制备膜电极，具体制备步骤如下：
1、质子交换树脂溶液105的配制：向5％wt.的全氟磺酸树脂溶液中加入一定量的N，N-二甲基乙酰胺，超声波震荡后待用。全氟磺酸树脂溶液的溶剂体系由正丙醇和水构成，N，N-二甲基乙酰胺与质子交换树脂溶液的质量比为1∶1。
2、质子交换树脂稀溶液103的配制：将5％wt.的全氟磺酸树脂溶液用溶剂稀释到1％wt.，溶剂体系由正丙醇和水构成。再加入一定量的N，N-二甲基乙酰胺，超声波震荡后待用，N，N-二甲基乙酰胺与质子交换树脂的质量比为2∶1。
3、电极浆料106的配制：称取质量含量为70％的Pt/C催化剂、5％wt.的全氟磺酸溶液和异丙醇分散剂置于称量瓶中，其中催化剂与全氟磺酸树脂的质量比为2∶1，催化剂与分散剂的质量比为1∶300，将上述物料放在超声波发生器中超声搅拌30min，形成电极浆料。
4、将聚四氟乙烯微孔薄膜101固定在支撑框102上。
5、将固定有微孔膜的支撑框置于稀溶液103中浸润15分钟，移出后置于90℃的热台109上干燥。
6、启动喷涂设备107将质子交换树脂溶液105分别在固定在支撑框上的微孔膜110两面均匀喷涂，同时保持热板109温度在90～120℃，如此反复的喷涂上料，直至膜的厚度达到预定要求形成膜坯体。
7、启动喷涂设备108将电极浆料106分别在膜坯体两面均匀喷涂，同时保持热板109温度在90～120℃，如此反复的喷涂上料，直至电极层厚度达到预定要求，形成膜电极坯体。
8、将膜电极坯体112从支撑框上取下，置于80℃的1％wt.的NaOH溶液113中浸泡在1小时，用去离子水反复冲洗，除去表面的液体得到Na+型膜电极坯体114。
9、将Na+型膜电极坯体114置于140℃的烘箱115，氮气保护下干燥4小时，得到膜电极预制体116。
10、将膜电极预制体116在80℃的0.5M硫酸117中浸泡1小时，用去离子水反复冲洗，除去表面的液体得到复合膜电极118。
上述步骤制成的复合膜电极结构如附图2所示，膜坯体为复合膜坯体202+203，厚度为10～100μm，电极层201a和201b厚度分别为3～10μm，电极层催化剂担量为0.4～0.05mgPt/cm2。将膜电极与两片气体扩散层一起压合制成膜电极组件，并组装成的燃料电池，其性能如附图3所示，测试条件为：电池活性面积为35cm2，工作气体为H2/Air，常压，相对湿度100％，电池温度60℃。
实施例2
用均质结构的质子交换膜坯体制备膜电极，具体制备步骤如下：
1、质子交换树脂溶液401的配制：将磺化聚苯醚砜溶解在N，N-二甲基乙酰胺和四氢呋喃的混合溶剂中，磺化聚苯醚砜的含量为15％wt.，N，N-二甲基乙酰胺和四氢呋喃的质量比为2∶1。
2、电极浆料406的配制：称取质量40％Pt/C催化剂、5％wt.的全氟磺酸溶液、乙二醇和异丙醇分散剂置于称量瓶中，其中催化剂与全氟磺酸树脂的质量比为3.5∶1，催化剂与分散剂的质量比为1∶300，分散剂中乙二醇和异丙醇的质量比为1∶5，将上述物料放在超声波发生器中超声搅拌30min，形成电极浆料。
3、将不锈钢履带402用滚筒传输到涂覆机的工作区，将步骤1配制的质子交换树脂溶液401经倒料槽倾倒于不锈钢履带上，紧接着用挡板刮刀403将溶液均匀地分布在不锈钢履带上。
4、将覆有质子交换树脂溶液的不锈钢履带送进加热通道404，控制温度在60～130℃，使溶剂挥发，得到均质膜坯体405。
5、将均质膜坯体405与不锈钢履带剥离后送入喷涂设备407，启动喷涂设备407，将步骤2配制的电极浆料406均匀地喷涂到膜坯体的一面，保持热板408温度在90～120℃，使电极浆料干燥形成单面膜电极坯体。
6、单面膜电极坯体经过另一转滚传输到喷涂设备410上，将步骤2配制的电极浆料406均匀地喷涂到单面膜电极坯体的另一面，保持热板408温度在90～120℃，使电极浆料干燥形成双面涂有电极层的膜电极坯体411。
7、将膜电极坯体411送入装有60℃的30％wt.的NaCl溶液的料槽412中浸泡，再进入去离子水槽413清洗，并用吸水滚筒414除去膜电极坯体表面的液体。
8、将膜电极坯体送入180℃的烘道415，氮气保护下干燥，得到膜电极预制体416。
9、将膜电极预制体416在80℃的0.5M硫酸中浸泡1小时，用去离子水反复冲洗，除去表面的液体得到均质膜电极。
上述工艺制成的膜电极结构如附图5所示，均质膜坯体502的厚度为10～100μm，电极层501a和501b的厚度分别为3～15μm，电极催化剂担量为0.4～0.05mgPt/cm2。

Claims (11)

1.一种燃料电池用膜-膜电极的集成化制备方法，包括制备质子交换膜和制作膜电极，其特征在于所述制备质子交换膜是用质子交换树脂溶液用流延、浸渍或喷涂方法中的任意一种方法涂覆成质子交换树脂溶液膜，干燥后制成质子交换膜坯体，制备的质子交换膜坯体不做后续处理；所述制作膜电极是直接在所述不经过后续处理的质子交换膜坯体上，用网印、喷涂或涂刷方法中的任意一种方法将电极浆料涂覆于质子交换膜坯体两面，干燥后形成具有稳定形态的膜电极坯体；再将膜电极坯体进行离子转型、热处理和活化处理。
2.根据权利1所述一种燃料电池用膜-膜电极的集成化制备方法，其特征在于所述对质子交换树脂溶液膜的干燥，是在将质子交换树脂溶液涂覆成膜的过程中，同时对质子交换树脂溶液膜进行加热干燥，除去溶剂，得到质子交换膜坯体，加热温度在50～150℃之间。
3.根据权利2所述一种燃料电池用膜-膜电极的集成化制备方法，其特征在于所述对质子交换树脂溶液膜进行加热干燥的方法是用热板加热。
4.根据权利1所述一种燃料电池用膜-膜电极的集成化制备方法，其特征在于所述对电极浆料的干燥，是在向质子交换膜坯体两面涂覆电极浆料的过程中，同时加热干燥，除去电极浆料中的试剂，得到具有稳定形态的膜电极坯体，加热温度在50～150℃之间。
5.根据权利4所述一种燃料电池用膜-膜电极的集成化制备方法，其特征在于所述向质子交换膜膜坯体两面涂覆电极浆料的过程中，同时加热干燥，除去电极浆料中的试剂的方法是用热板加热。
6.根据权利1所述一种燃料电池用膜-膜电极的集成化制备方法，其特征在于所述制备的质子交换膜坯体是均质结构质子交换膜坯体和复合结构质子交换膜坯体中的任意一种。
7.根据权利6所述一种燃料电池用膜-膜电极的集成化制备方法，其特征在于所述均质结构质子交换膜坯体的制备是：将质子交换树脂溶液流延或喷涂于基体片材上，同时加热干燥，除去质子交换树脂溶液中的溶剂形成连续的质子交换膜坯体；所述复合结构的质子交换膜坯体的制备是：将展开的微孔膜或纤维织物作为复合基体，用浸渍或喷涂的方法将质子交换树脂溶液涂覆到基体上，同时加热干燥，除去溶剂，得到具有稳定形态的质子交换膜坯体。
8.根据权利7所述一种燃料电池用膜-膜电极的集成化制备方法，其特征在于所述制备均质结构质子交换膜坯体用的基体片材是是不锈钢带或塑料薄膜；所述制备复合结构的质子交换膜坯体的复合基体是微孔膜或纤维织物。
9.根据权利6所述一种燃料电池用膜-膜电极的集成化制备方法，其特征在于所述用均质结构质子交换膜坯体制备膜电极坯体，是先在均质结构质子交换膜坯体的一面涂覆电极浆料并干燥，然后揭去基体膜片，将一面涂覆电极浆料的均质结构质子交换膜坯体翻转，再在另一面涂覆电极浆料并干燥；所述用复合结构质子交换膜坯体制备膜电极坯体，是在质子交换膜坯体一面涂覆电极浆料并干燥，然后翻转再在另一面涂覆电极浆料并干燥的分开涂覆方法或者在质子交换膜坯体两面同时涂覆电极浆料并干燥的方法。
10.根据权利1所述一种燃料电池用膜-膜电极的集成化制备方法，其特征在于所述膜电极坯体的离子转型、热处理和活化处理是：膜电极坯体离子转型处理包括：将膜电极坯体浸泡于碱性溶液或盐溶液中浸泡0.5～2小时，使电极层中的离子交换树脂转为非H+型的，所述碱性溶液是NaOH或KOH溶液，所述盐溶液是饱和NaCl、KCl溶液，离子转型处理温度在室温～100℃之间；膜电极坯体热处理是：在惰性气体保护下，将经过离子转型处理的膜电极坯体置于100～250℃的烘箱中，保温3～5小时；活化处理是：用0.1～1M的硫酸溶液浸泡，然后水洗，使膜电极坯体中的质子交换膜和树脂转换成H+型。
11.权力要求1所述一种燃料电池用膜-膜电极的集成化制备方法的工艺流程，包括用均质结构质子交换膜坯体制备膜电极流程和用复合结构质子交换膜坯体制备膜电极，其特征在于所述用均质结构质子交换膜坯体制备膜电极流程如下：
1)将配制好的质子交换树脂溶液置于质子交换树脂溶液罐中，
2)将配制好的电极浆料置于浆料喷涂罐中，
3)滚筒传输装置带动不锈钢履带循环转动，不锈钢履带达到涂覆工作区时，质子交换树脂溶液罐中的质子交换树脂溶液经倒料槽倾倒于不锈钢履带上，用挡板刮刀将溶液均匀地分布在不锈钢履带上，
4)覆有质子交换树脂溶液的不锈钢履带进入加热通道，使溶剂挥发，得到均质结构质子交换膜坯体，
5)将均质结构质子交换膜坯体与不锈钢履带剥离，不锈钢履带继续循环运转，剥离后均质结构质子交换膜坯体用另一条传输线送入喷涂设备，喷涂设备将电极浆料喷涂到膜坯体两面，
6)对两面喷涂有电极浆料的膜坯体加热，使电极浆料干燥形成膜电极坯体，
7)将膜电极坯体在NaCl溶液中浸泡，浸泡后用去离子水清洗，用吸水滚筒除去膜电极坯体表面的液体，
8)将膜电极坯体在氮气保护下加热干燥，得到膜电极预制体416，
9)将膜电极预制体在硫酸中浸泡，浸泡后用去离子水冲洗，除去表面的液体得到均质结构质子交换膜电极；
所述用复合结构质子交换膜坯体制备膜电极流程如下：
1)将配制好的质子交换树脂溶液置于喷涂设备的质子交换树脂溶液罐中，
2)将配制好的质子交换树脂稀溶液置于质子交换树脂稀溶液罐中，
3)将配制好的电极浆料置于喷涂设备的电极浆料罐中，
4)将聚四氟乙烯微孔薄膜固定在支撑框上，
5)将固定有微孔膜的支撑框置于质子交换树脂稀溶液中浸润后，置于热台上干燥，
6)用质子交换树脂溶液喷涂设备将质子交换树脂溶液均匀喷涂在固定在支撑框上的微孔膜两面，同时保持热板温度，反复的喷涂上料，直至膜的厚度达到预定要求形成膜坯体，
7)用电极浆料喷涂设备将电极浆料分别在膜坯体两面均匀喷涂，同时保持热板温度，反复的喷涂上料，直至电极层厚度达到预定要求，形成膜电极坯体，
8)将膜电极坯体从支撑框上取下，置于NaQH溶液中浸泡，浸泡后用去离子水冲洗，除去表面的液体得到Na+型膜电极坯体，
9)将Na+型膜电极坯体在氮气保护下加热干燥，得到膜电极预制体，
10)将膜电极预制体在硫酸中浸泡，浸泡后用去离子水冲洗，除去表面的液体得到复合膜电极。
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PCT/CN2010/073485 WO2011124039A1 (zh) 2010-04-09 2010-06-03 一种燃料电池用膜-催化剂涂层膜电极的集成化制备方法
DE112010002921T DE112010002921T5 (de) 2010-04-09 2010-06-03 Verfahren zur einheitlichen Anfertigung einer Membrankatalysator beschichtetenMembranelektrode für eine Brennstoffzelle
US13/394,142 US20120279648A1 (en) 2010-04-09 2010-06-03 Preparing method for integrated membrane-catalyst coated layer membrane electrode for a fuel cell

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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102790222A (zh) * 2012-08-17 2012-11-21 中国东方电气集团有限公司 质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法
CN106159301A (zh) * 2016-08-19 2016-11-23 电子科技大学 一种全氟磺酸质子交换膜的制备方法
CN107949943A (zh) * 2015-09-24 2018-04-20 阿莫绿色技术有限公司 燃料电池用分离膜、其制备方法及燃料电池电极组件
CN108448139A (zh) * 2018-05-16 2018-08-24 深圳市善营自动化股份有限公司 一种燃料电池膜电极的制作方法及设备
CN112117468A (zh) * 2020-08-21 2020-12-22 同济大学 一种骨架燃料电池催化层的制备方法
CN112144076A (zh) * 2020-09-18 2020-12-29 碳能科技（北京）有限公司 一体化膜电极及其制备方法和应用
CN112952168A (zh) * 2019-12-11 2021-06-11 中国科学院大连化学物理研究所 一种燃料电池质子交换膜的展平方法及装置
CN113629281A (zh) * 2021-06-30 2021-11-09 嘉寓氢能源科技(辽宁)有限公司 一种燃料电池膜电极制备方法
CN114388832A (zh) * 2021-12-21 2022-04-22 欣和智达能源科技发展(浙江)有限公司 一种用于质子交换膜燃料电池膜电极的喷涂治具
CN114843565A (zh) * 2022-04-21 2022-08-02 北京未来氢能科技有限公司 一种离子交换Nafion基膜电极制备方法及其应用

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2013100175A (ru) 2010-06-10 2014-07-20 Федерал-Могул Висбаден Гмбх Способ получения бессвинцового подшипника скольжения
CN102820474A (zh) * 2012-09-06 2012-12-12 江苏冰城电材股份有限公司 一种聚合物电解质膜电极的制备方法
CN103066301A (zh) * 2012-12-07 2013-04-24 上海锦众信息科技有限公司 一种燃料电池用铬碳复合极板材料的制备方法
JP6563469B2 (ja) * 2017-12-15 2019-08-21 本田技研工業株式会社 電極接合方法及び電極接合装置
CN115064744B (zh) * 2019-06-18 2023-11-28 上海好世材料科技有限公司 一种自吸附承载膜、燃料电池mea膜电极连续化制备装置和方法
KR20220026304A (ko) * 2020-08-25 2022-03-04 현대자동차주식회사 전극층을 전해질막에 직접 코팅하는 막-전극 접합체의 제조방법
CN112531188A (zh) * 2020-12-08 2021-03-19 安徽枡水新能源科技有限公司 一种燃料电池膜电极制备方法
CN113839048B (zh) * 2021-08-20 2022-11-04 国家电投集团氢能科技发展有限公司 一种质子交换膜用催化剂浆料及其制备方法
CN113717417B (zh) * 2021-08-26 2023-07-21 中汽创智科技有限公司 一种质子交换膜及其制备方法和应用
CN113913862B (zh) * 2021-10-08 2023-02-28 鸿基创能科技(广州)有限公司 一种用于电解水制氢装置的催化剂涂覆膜及其制备方法
CN114006018B (zh) * 2021-10-27 2022-11-25 长园泽晖新能源材料研究院(珠海)有限公司 一种燃料电池用复合质子交换膜的制备方法
CN114204049B (zh) * 2021-12-03 2023-11-10 中国科学院大连化学物理研究所 一种低铂载量质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法
CN114204050B (zh) * 2021-12-03 2023-11-07 中国科学院大连化学物理研究所 一种燃料电池膜电极制备工艺及连续化产线
CN114204051B (zh) * 2021-12-03 2023-11-10 中国科学院大连化学物理研究所 一种燃料电池膜电极连续涂布制备工艺
CN114204052B (zh) * 2021-12-03 2023-11-10 中国科学院大连化学物理研究所 一种燃料电池高均匀性ccm连续涂布工艺
CN114210532B (zh) * 2021-12-15 2023-02-03 中国科学院大连化学物理研究所 一种燃料电池膜电极ccm连续化涂布工艺
CN115000479B (zh) * 2022-06-29 2023-11-24 上海捷氢科技股份有限公司 一种改性质子交换膜及其制备方法、应用
CN115318486B (zh) * 2022-08-09 2023-12-29 新源动力股份有限公司 一种便携式低损伤恒压恒温平面喷涂装置
CN115084611B (zh) * 2022-08-23 2022-11-08 四川中科兴业高新材料有限公司 一种磺化聚苯硫醚质子交换膜及其制备方法
CN116230970B (zh) * 2023-01-18 2024-01-19 江苏擎动新能源科技有限公司 膜电极及其制备方法
CN116735685B (zh) * 2023-06-06 2024-04-02 深圳市道合顺传感实业有限公司 亲水改性ptfe膜电极的制备方法及电化学氧气传感器

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5211984A (en) * 1991-02-19 1993-05-18 The Regents Of The University Of California Membrane catalyst layer for fuel cells
CN1703793A (zh) * 2001-03-15 2005-11-30 松下电器产业株式会社 燃料电池用电解质膜电极结合体的制造方法
CN101667643A (zh) * 2009-08-18 2010-03-10 新源动力股份有限公司 一种质子交换膜燃料电池的催化剂涂层膜电极的制备方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5302269A (en) * 1990-06-11 1994-04-12 The Dow Chemical Company Ion exchange membrane/electrode assembly having increased efficiency in proton exchange processes
US5330860A (en) 1993-04-26 1994-07-19 E. I. Du Pont De Nemours And Company Membrane and electrode structure
JPH0943809A (ja) * 1995-07-31 1997-02-14 Fuji Photo Film Co Ltd 写真感光材料処理装置
KR100263992B1 (ko) * 1998-02-23 2000-08-16 손재익 고체고분자 연료전지의 고분자막/전극 접합체 제조방법
US6074692A (en) * 1998-04-10 2000-06-13 General Motors Corporation Method of making MEA for PEM/SPE fuel cell
US6524736B1 (en) * 2000-10-18 2003-02-25 General Motors Corporation Methods of preparing membrane electrode assemblies
JP2004165624A (ja) * 2002-09-26 2004-06-10 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置および基板処理方法
JP4015168B2 (ja) * 2003-09-10 2007-11-28 旭化成ケミカルズ株式会社 安定化フルオロポリマー及びその製造方法
CN1264241C (zh) 2004-02-20 2006-07-12 武汉理工大学 直接法合成质子交换膜燃料电池用超薄核心组件
CN1263189C (zh) 2004-02-20 2006-07-05 武汉理工大学 间接法合成质子交换膜燃料电池用超薄核心组件
CN1256783C (zh) * 2004-05-14 2006-05-17 武汉理工大学 一种高温质子交换膜燃料电池膜电极及制备方法
US7041191B2 (en) 2004-05-27 2006-05-09 Institute Of Nuclear Energy Research Method for manufacturing membrane electrode assembly of fuel cell by printing processes
JP2006012694A (ja) * 2004-06-29 2006-01-12 Japan Storage Battery Co Ltd 固体高分子形燃料電池用膜／電極接合体の製造方法
CN100375320C (zh) * 2004-09-01 2008-03-12 中国科学院大连化学物理研究所 质子交换膜燃料电池多层膜电极结构及其制备方法
US7638053B2 (en) * 2005-06-22 2009-12-29 General Electric Company Poly(meth)acrylate membranes for separation of hydrocarbon mixtures
WO2007106699A1 (en) * 2006-03-14 2007-09-20 Cabot Corporation Roll-to-roll manufacturing of electronic and optical materials
TW200847513A (en) * 2006-11-27 2008-12-01 Sumitomo Chemical Co Method for manufacturing polyelectrolyte membrane, and polyelectrolyte membrane
JP5032175B2 (ja) * 2007-03-30 2012-09-26 本田技研工業株式会社 固体高分子型燃料電池用膜−電極構造体

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5211984A (en) * 1991-02-19 1993-05-18 The Regents Of The University Of California Membrane catalyst layer for fuel cells
CN1703793A (zh) * 2001-03-15 2005-11-30 松下电器产业株式会社 燃料电池用电解质膜电极结合体的制造方法
CN101667643A (zh) * 2009-08-18 2010-03-10 新源动力股份有限公司 一种质子交换膜燃料电池的催化剂涂层膜电极的制备方法

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102790222B (zh) * 2012-08-17 2015-01-21 中国东方电气集团有限公司 质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法
CN102790222A (zh) * 2012-08-17 2012-11-21 中国东方电气集团有限公司 质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法
CN107949943B (zh) * 2015-09-24 2021-02-02 阿莫绿色技术有限公司 燃料电池用分离膜、其制备方法及燃料电池电极组件
CN107949943A (zh) * 2015-09-24 2018-04-20 阿莫绿色技术有限公司 燃料电池用分离膜、其制备方法及燃料电池电极组件
CN106159301A (zh) * 2016-08-19 2016-11-23 电子科技大学 一种全氟磺酸质子交换膜的制备方法
CN106159301B (zh) * 2016-08-19 2019-07-02 电子科技大学 一种全氟磺酸质子交换膜的制备方法
CN108448139A (zh) * 2018-05-16 2018-08-24 深圳市善营自动化股份有限公司 一种燃料电池膜电极的制作方法及设备
CN112952168A (zh) * 2019-12-11 2021-06-11 中国科学院大连化学物理研究所 一种燃料电池质子交换膜的展平方法及装置
CN112952168B (zh) * 2019-12-11 2023-04-18 中国科学院大连化学物理研究所 一种燃料电池质子交换膜的展平方法及装置
CN112117468A (zh) * 2020-08-21 2020-12-22 同济大学 一种骨架燃料电池催化层的制备方法
CN112144076A (zh) * 2020-09-18 2020-12-29 碳能科技（北京）有限公司 一体化膜电极及其制备方法和应用
CN112144076B (zh) * 2020-09-18 2023-08-22 碳能科技（北京）有限公司 一体化膜电极及其制备方法和应用
CN113629281A (zh) * 2021-06-30 2021-11-09 嘉寓氢能源科技(辽宁)有限公司 一种燃料电池膜电极制备方法
CN113629281B (zh) * 2021-06-30 2022-07-15 嘉寓氢能源科技(辽宁)有限公司 一种燃料电池膜电极制备方法
CN114388832A (zh) * 2021-12-21 2022-04-22 欣和智达能源科技发展(浙江)有限公司 一种用于质子交换膜燃料电池膜电极的喷涂治具
CN114388832B (zh) * 2021-12-21 2024-06-11 欣和智达能源科技发展(浙江)有限公司 一种用于质子交换膜燃料电池膜电极的喷涂治具
CN114843565A (zh) * 2022-04-21 2022-08-02 北京未来氢能科技有限公司 一种离子交换Nafion基膜电极制备方法及其应用

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