CN104701549B

CN104701549B - 一种无碳膜电极组件

Info

Publication number: CN104701549B
Application number: CN201310656485.5A
Authority: CN
Inventors: 张海峰; 武慧娟; 郭静; 蒋晶晶; 邹志青; 杨辉
Original assignee: Shanghai Advanced Research Institute of CAS
Current assignee: Shanghai Advanced Research Institute of CAS
Priority date: 2013-12-06
Filing date: 2013-12-06
Publication date: 2017-02-22
Anticipated expiration: 2033-12-06
Also published as: CN104701549A

Abstract

本发明提供一种无碳膜电极组件，所述无碳膜电极组件至少包括：阴极膜电极，至少包括多孔导电的阴极集流板、生长于所述阴极集流板表面的阴极有序纳米阵列、结合于所述阴极有序纳米阵列表面的阴极催化层；阳极膜电极，至少包括多孔导电的阳极集流板、生长于所述阳极集流板表面的阳极有序纳米阵列、结合于所述阳极有序纳米阵列表面的阳极催化层；用于传导质子的固体聚合物电解质膜。本发明通过所述有序纳米阵列作为催化层的载体，使催化剂利用率接近100%，大大提高了催化层性能；另一方面，由于整个膜电极内是无碳存在的，这样有助于彻底解决燃料电池中的碳腐蚀问题，从而大幅度提高电池的运行稳定性和寿命。

Description

一种无碳膜电极组件

技术领域

本发明涉及燃料电池，特别是涉及一种在微孔集流板表层可控生长有序纳米结构的催化层的无碳膜电极组件。

背景技术

燃料电池是一种能量转化装置，直接将储存在燃料中的化学能转化为电能，而不受卡诺循环的限制，正是由于其高能量转化效率而成为热门的动力电源候选之一。而固体聚合物燃料电池，非常适合用作电动汽车和各种便携式电子产品的移动电源（如手机、笔记本、手持式电子设备等）。高性能、高可靠性以及低成本是实现其商业化应用的关键。

固体聚合物燃料电池主要包括质子交换膜燃料电池和直接醇类燃料电池，阳极通入燃料，主要有氢气、甲醇、乙醇等，而阴极通入氧化剂，主要是氧气和空气等。只要燃料持续不断的供应，燃料电池中的电化学反应会一直进行。负极（阳极）供给燃料，正极（阴极）供给空气。在放电时，燃料在阳极氧化，产生质子、电子和产物，质子透过固体电解质膜到达阴极，和通过外电路达到的电子以及阴极的氧化剂发生还原反应，整个系统环境友好、简单高效。

膜电极组件是燃料电池发生反应的场所，是燃料电池的核心部件。固体聚合物燃料电池电极均为气体扩散电极，它至少由二层构成。一层为起支撑作用的扩散层，另一层为电化学反应进行的场所-催化层。依据催化层的制备工艺，一般将固体聚合物燃料电池用电极分为常规厚层憎水电极（GDL）、薄层亲水电极（CCM）与有序膜电极三种类型。无论是那种电极，主要目的都是为了最大化电化学反应界面，降低质子、电子和反应物及产物的传递阻力，提高催化剂的利用率。

有序化纳米结构膜电极的微纳结构直接影响传质、电化学反应、电池寿命和成本等诸因素。不仅可实现分子、离子和电子的高效输运，全面提升电池的性能，而且还有助于提升催化剂和聚合物的利用率，降低电池的成本。实现膜电极纳米结构有序化构筑的途径包括膜电极纳米结构与性能之间关系的建立、聚集体内各物种相互作用本质的认识以及膜电极特定纳米结构制备的控制。在可控构筑方面，主要采用电泳沉积、自组装、模板技术、纳米压印等。

碳材料具有价格便宜、导电性好和化学稳定性高的优点，因而在固体聚合物燃料电池中广泛使用，如以碳纸、碳布为基底的扩散层，导电碳板为集流板以及催化剂的碳载体等等。但实验证实，碳材料在固体聚合物燃料电池中也会发生腐蚀，特别是在启动/停止、局部燃料缺乏以及Pt存在等情况下，这样就会导致催化剂的聚集、溶解和中毒，从而加速催化剂的失效。

为了解决电极的稳定性，一些新的催化剂的载体已经或正在被开发使用，如石墨化的炭黑、碳纳米管、氮掺杂碳、金刚石颗粒，金属氧化物和有机聚合物等。但到目前为止，只有3M公司开发的一种燃料晶须基底的催化剂获得实际应用。该种催化剂与传统的碳载铂催化剂具有相同的比质量活性，但由于催化层的厚度仅为0.3微米，比常规膜电极组件低20-30倍，催化剂的利用率大幅提高，从而大大降低了催化剂的载量至0.15mg.cm^-2，而传统碳载铂的载量为0.4mg.cm^-2。即使如此，碳材料始终广泛存在于其膜电极组件中，象扩散层和导电集流板。也就是说，碳腐蚀问题并没有得到根本解决。

专利US2013164650中提出本发明是一种直接氧化燃料电池的膜电极组件，在阴、阳极催化剂层上分别层叠扩散层，在阴、阳极催化剂层中包括第一层的导电性碳，支撑在其上的阳极催化剂，以及第二层聚合物电解质，主要解决甲醇渗透和阴极水淹的问题。但碳材料始终存在于电极中。

专利200510048034中发明一种新型有序化质子交换膜燃料电池的膜电极结构及其制备方法和应用，电极中的关键组分质子导体、电子导体、粘结剂和／或它们形成的团簇沿同一方向排列。通过在质子交换膜两侧喷涂一层聚合物电解质，从而改变电解质膜和电极界面微观结构；电极制备过程中通过使用负压，外加电场，热处理等手段使电极中的关键组分沿同一方向定向排列。这种结构适用于质子交换膜燃料电池，尤其适合氢气或者甲醇进料的质子交换膜燃料电池膜电极的制备，电解池和传感器中。

专利201210376004涉及一种新型有序化膜电极及其制备和应用，所述膜电极由复合电解质膜和催化层组成，所述复合电解质膜为Pd金属或Pd-Cu合金或Pd-Ag合金或Pd-Ni合金或Pd-Ag-Ni合金修饰的质子交换膜，所述催化层为有序化催化层，其由于复合电解质膜金属层表面有序化阵列排布的导电聚合物纳米线及附着于导电聚合物纳米线表面Nafion自组装的Pt-PDDA催化剂组成。有序化膜电极具有贵金属Pt载量低、利用率高等优点、可有效降低燃料电池催化剂成本；同时，可有效降低液体燃料渗透的同时增强燃料在催化层中的传质，从而提高燃料的利用率。

专利201210269160涉及一种质子交换膜燃料电池电极有序催化层制备方法，包括催化剂浆料制备、催化剂浆料涂覆和烘干，特征是催化剂浆料涂覆是在外加磁场条件下的涂覆，即将催化剂浆料涂覆在放置在磁铁上的扩散层或电解质膜上，室温晾干后，再将磁铁撤离涂覆了催化剂浆料的扩散层或电解质膜。

可见，在这些专利设计中其实都仅仅涉及催化层的制备，也都还存在着一些挑战：或者不是纳米有序结构，或者碳材料始终存在于膜电极组件中，这不可避免地降低了电池的电化学性能和稳定性。

为满足固体聚合物燃料电池高性能和高稳定的要求，膜电极组件必须满足以下条件：有序纳米结构的催化层，有利于反应物和产物的传质；催化剂颗粒位于电子导体和质子导体界面上，利于提高催化剂的利用率；催化剂载体利于传导电子，减低欧姆极化；导电板、扩散层和催化剂的载体不能含有碳等可被腐蚀的材料，增加电池的运行寿命。当然，紧凑的电池结构也是必要的，利于提高电池的体积比功率。因此，我们在本专利中提出一种纳米有序的不含碳的膜电极组件，该结构集成了微米有序的导电薄板，其表面生长纳米有序的非碳的支撑体，支撑体表面覆盖一薄层催化剂，实现了固体聚合物燃料电池低成本、高性能、长寿命的稳定运行。其中微米有序的集流板既利于均匀分配反应物至电池的活性区域和及时排出产物，又能够收集电流，对外做功。纳米有序的非碳的支撑体，最大化了电化学反应的三相界面，提高了催化剂的利用率，又避免了常规电极中碳腐蚀的问题。该结构有助于降低整个电池系统的体积，降低成本，利于系统集成和实际应用。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种无碳膜电极组件，用于解决现有技术中的膜电极存在碳腐蚀的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种无碳膜电极组件，所述无碳膜电极组件至少包括：

阴极膜电极，至少包括多孔导电的阴极集流板、生长于所述阴极集流板表面的阴极有序纳米阵列、结合于所述阴极有序纳米阵列表面的阴极催化层；

阳极膜电极，至少包括多孔导电的阳极集流板、生长于所述阳极集流板表面的阳极有序纳米阵列、结合于所述阳极有序纳米阵列表面的阳极催化层；

用于传导质子的固体聚合物电解质膜，包括第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面；所述第一表面与阴极膜电极结合；所述第二表面与阳极膜电极结合。

优选地，所述阴极集流板为多孔钛、多孔不锈钢、氧化铝、及导电聚合物中的一种或上述至少两种的复合材料；所述阳极集流板为多孔钛、多孔不锈钢、氧化铝及导电聚合物中的一种或上述至少两种的复合材料。

优选地，所述阴极集流板和阳极集流板中孔结构的孔径范围0.1～1000μm。

优选地，所述阴极有序纳米阵列为聚苯胺、聚吡咯、染料晶须或金属氧化物；所述阳极有序纳米阵列为聚苯胺、聚吡咯、染料晶须或金属氧化物。

优选地，所述阴极有序纳米阵列的形貌为纳米线、纳米管、纳米杯或纳米树枝；所述阳极有序纳米阵列的形貌为纳米线、纳米管、纳米杯或纳米树枝。

优选地，采用电化学聚合法、电化学沉积法、软模板法、硬模板法、辊压法或电喷法来制备所述阴极有序纳米阵列和阳极有序纳米阵列。

优选地，所述阴极催化层和阳极催化层采用喷涂或沉积贵金属前驱体并化学还原成纳米催化剂的方法来制得。

优选地，所述阴极催化层和阳极催化层中催化剂的载量范围均为0.05～4mg.cm^-2。

优选地，所述催化剂为Pt黑或PtRu黑。

优选地，所述PtRu黑中Pt和Ru的原子比范围为3:1～1:1。

优选地，所述无碳膜电极组件还包括在所述阴极集流板和阳极集流板表面溅射的金层。

如上所述，本发明的无碳膜电极组件，具有以下有益效果：通过所述阴极有序纳米阵列和阳极有序纳米阵列作为催化层的载体，使催化剂利用率接近100%，而且质子、电子、反应物和产物几乎以最短的距离进行，大大提高了催化层性能；催化剂坐落在电子导体和质子导体界面处，可最有效地利用催化剂；另一方面，由于整个膜电极内是无碳存在的，这样有助于彻底解决燃料电池中的碳腐蚀问题，从而大幅度提高电池的运行稳定性和寿命。

附图说明

图1为本发明的无碳膜电极在实施例一中呈现的结构示意图。

图2为本发明的无碳膜电极在实施例二中呈现的阴极膜电极的结构示意图。

图3为本发明的无碳膜电极在实施例二中的极化性能曲线图。

图4为本发明的无碳膜电极在实施例三中呈现的阴极膜电极的结构示意图。

图5为本发明的无碳膜电极在实施例四中呈现的阴极膜电极的结构示意图。

图6为本发明的无碳膜电极在实施例五中呈现的阴极膜电极的结构示意图。

元件标号说明

1 阴极膜电极

11 阴极集流板

12 阴极有序纳米阵列

13 阴极催化层

2 阳极膜电极

21 阳极集流板

22 阳极有序纳米阵列

23 阳极催化层

3 固体聚合物电介质膜

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅附图。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例一

本发明提供一种无碳膜电极组件，所述无碳膜电极组件至少包括：阴极膜电极1、阳极膜电极2及固体聚合物电介质膜3。

其中，所述阴极膜电极1包括多孔导电的阴极集流板11、生长于所述阴极集流板11表面的阴极有序纳米阵列12、结合于所述阴极有序纳米阵列12上表面的阴极催化层13。

在应用的实例中，所述阴极集流板11为多孔导电的材料。多孔，是为了反应物、产物以及电子的传输，可作为燃料进口和产物出口；导电，是为了电流的输出。所述阴极集流板11为多孔钛、多孔不锈钢、氧化铝、及导电聚合物中的一种或上述至少两种的复合材料。在本实施例中，所述阴极集流板11中孔结构的孔径范围0.1～1000μm。例如为1μm、10μm、100μm、或者500μm等。

所述阴极有序纳米阵列12可以采用电化学聚合法、电化学沉积法、软模板法、硬模板法、辊压法或电喷法来制备。制备形成的阴极有序纳米阵列12可以是纳米线、纳米管、纳米杯或纳米树枝，但不限于此。制备所述阴极有序纳米阵列12的材料可以是聚苯胺、聚吡咯、染料晶须或金属氧化物，但不限于此。

所述阴极催化层13可以采用喷涂或沉积贵金属前驱体并化学还原成纳米催化剂的方法制备在所述阴极有序纳米阵列12表面上。利用所述阴极有序纳米阵列12作为阴极催化层13的载体，可以有效提高阴极催化层中催化剂的利用率，降低催化剂的载量。所述阴极催化层中催化剂的载量可以在0.05～4mg.cm^-2范围内。所述催化剂可以选为Pt黑或PtRu黑。若选择PtRu黑，所述PtRu黑中Pt和Ru的原子比为3:1～1:1。

需要说明的是，所述阳极膜电极2与所述阴极膜电极1的结构相似，所述阳极膜电极2至少包括多孔导电的阳极集流板21、生长于所述阳极集流板21表面的阳极有序纳米阵列22、结合于所述阳极有序纳米阵列22表面的阳极催化层23。

在应用的实例中，所述阳极集流板21为多孔导电的材料。多孔，是为了反应物、产物以及电子的传输；导电，是为了电流的输出。所述阳极集流板21为多孔钛、多孔不锈钢、氧化铝、及导电聚合物中的一种或上述至少两种的复合材料。在本实施例中，所述阳极集流板21中孔结构的孔径范围0.1～1000μm。例如为1μm、10μm、100μm、或者500μm等。

所述阳极有序纳米阵列22可以采用电化学聚合法、电化学沉积法、软模板法、硬模板法、辊压法或电喷法来制备。制备形成的阳极有序纳米阵列22可以是纳米线、纳米管、纳米杯或纳米树枝，但不限于此。制备所述阳极有序纳米阵列22的材料可以是聚苯胺、聚吡咯、染料晶须或金属氧化物，但不限于此。

所述阳极催化层23可以采用喷涂或沉积贵金属前驱体并化学还原成纳米催化剂的方法制备在所述阳极有序纳米阵列22上。利用所述阳极有序纳米阵列22作为阳极催化层23的载体，可以有效提高阳极催化层23中催化剂的利用率，降低催化剂的载量。所述阳极催化层23中催化剂的载量范围可以在0.05～4mg.cm^-2范围内。所述催化剂可以选为Pt黑或PtRu黑。若选择PtRu黑，所述PtRu黑中Pt和Ru的原子比为3:1～1:1。

还需要说明的是，本发明中的阴、阳有序纳米阵列12、22不仅是阴、阳催化层13、23的载体，还是物质和电子传递的媒介，充当着现有膜电极组件中扩散层的角色。

所述固体聚合物电解质膜3为质子交换膜，用于传递质子。所述固体聚合物电解质膜3包括第一表面（正面）以及与所述第一表面相对的第二表面（背面）；所述第一表面与阴极膜电极1结合；所述第二表面与阳极膜电极2结合，从而获得无碳膜电极组件，形成的无碳膜电极组件的结构如图1所示。

实施例二

请参阅图2，显示为本发明的无碳膜电极组件的一种实施方式的简化结构示意图，为简化起见，所述阳极膜电极与阴极膜电极的结构相同，未予以图示；所述阳极膜电极与阴极膜电极的结构之间的固体聚合物电解质膜也省略掉，仅显示阴极膜电极组件。

本实施例中，所述阴极集流板11为多孔钛板；所述纳米有序阵列12为聚吡咯纳米线有序阵列。

具体工艺步骤如下：

（1）多孔钛板的预处理：

为了提供足够多的成核位置，活化核中心，减小界面能阻力，以利于聚吡咯纳米线有序阵列的垂直生长，在多孔钛板上溅射一层金。

（2）电化学聚合工艺制备聚吡咯有序纳米线阵列：

采用三电极体系，将所述多孔钛板为工作电极，铂片为对电极，饱和甘汞电极为参比电极。电聚合进行前先通半个小时氮气，恒电位0.8V，10～50分钟。电聚合在室温下、密闭电解槽中进行。进行电聚合工艺的电解液为磷酸缓冲溶液（PH=6.86）+0.01M对甲苯磺酸钠+0.15M聚吡咯，其中，聚吡咯使用前蒸馏提纯。电聚合后，将工作电极从电解液中取出，用去离子水冲洗，之后保存在去离子水中待以表征。

（3）阴极催化层13的制备：

采用喷涂的方式，直接将PtRu黑或Pt黑与Nafion（20%）、异丙醇超声混合，然后将浆料直接喷涂在聚吡咯有序纳米线阵列上，催化剂载量为0.5～3mg.cm^-2。

采用以上同样的制备方法制备阳极膜电极2。

（4）无碳膜电极组件集合体的制备：

将集成所述催化层和聚吡咯有序纳米线阵列于一体的阴、阳多孔钛板分别置于预处理过的固体聚合物电解质膜的两侧，于30℃、6MPa先预压15秒，再于130℃、6MPa下热压3分钟，得到“三合一”的膜电极集合体，其活性面积为2*2cm²。

（5）以20M甲醇为燃料，在室温条件，测试本实施例中无碳膜电极组件的直接甲醇燃料电池（DMFC）的极化性能，极化曲线如图3所示。

实施例三

本实施例的制备方法与实施例二的方法相同，以多孔钛板为基底，即阴极集流板11，通过电聚合的方法，在所述多孔钛板表面生长纳米有序的聚吡咯的纳米管阵列12，然后以所述多孔钛板作为电极，电解液为氯铂酸和氯化钌的混合液，-0.25Vvs饱和甘汞为参比电极，在所述聚吡咯有序纳米管阵列的表面原位沉积生成载量为0.2mg.cm^-2的PtRu合金催化剂，即阴极催化层13，所述Pt原子和Ru原子的原子为3:1。

需要说明的是，为简化起见，所述阳极膜电极与阴极膜电极的结构相同，未予以图示；所述阳极膜电极与阴极膜电极的结构之间的固体聚合物电解质膜也省略掉，仅显示阴极膜电极组件。获得的无碳膜电极组件的阴极膜电极如图4所示。

实施例四

本实施例的制备方法与实施例二的方法相同，以多孔钛板为基底，即阴极集流板11，通过电聚合的方法，在所述多孔钛板表面生长纳米有序的聚吡咯的纳米杯阵列12，然后以所述多孔钛板作为电极，电解液为氯铂酸和氯化钌的混合液，-0.25Vvs饱和甘汞为参比电极，在所述聚吡咯有序纳米管阵列的表面原位沉积生成载量为0.5mg.cm^-2的Pt催化剂，即阴极催化层13，

需要说明的是，为简化起见，所述阳极膜电极与阴极膜电极的结构相同，未予以图示；所述阳极膜电极与阴极膜电极的结构之间的固体聚合物电解质膜也省略掉，仅显示阴极膜电极组件。获得的无碳膜电极组件的阴极膜电极如图5所示。

实施例五

本实施例的制备方法与实施例二的方法相同，以多孔钛板为基底，即阴极集流板13，通过电聚合的方法，在所述多孔钛板表面生长纳米有序的聚吡咯的纳米树枝阵列12，然后以所述多孔钛板作为电极，电解液为氯铂酸和氯化钌的混合液，-0.25Vvs饱和甘汞为参比电极，在所述聚吡咯有序纳米管阵列的表面原位沉积生成载量为0.8mg.cm^-2的PtRu黑催化剂，即阴极催化层13，所述Pt原子和Ru原子的原子为2:1。

需要说明的是，为简化起见，所述阳极膜电极与阴极膜电极的结构相同，未予以图示；所述阳极膜电极与阴极膜电极的结构之间的固体聚合物电解质膜也省略掉，仅显示阴极膜电极组件。获得的无碳膜电极组件的阴极膜电极如图6所示。

综上所述，本发明提供一种无碳膜电极组件，所述无碳膜电极组件至少包括：阴极膜电极，至少包括多孔导电的阴极集流板、生长于所述阴极集流板表面的阴极有序纳米阵列、结合于所述阴极有序纳米阵列表面的阴极催化层；阳极膜电极，至少包括多孔导电的阳极集流板、生长于所述阳极集流板表面的阳极有序纳米阵列、结合于所述阳极有序纳米阵列表面的阳极催化层；用于传导质子的固体聚合物电解质膜，包括第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面；所述第一表面与阴极膜电极结合；所述第二表面与阳极膜电极结合。本发明通过所述阴极有序纳米阵列和阳极有序纳米阵列作为催化层的载体，使催化剂利用率接近100%，而且质子、电子、反应物和产物几乎以最短的距离进行，大大提高了催化层性能；催化剂坐落在电子导体和质子导体界面处，可最有效地利用催化剂；另一方面，由于整个膜电极内是无碳存在的，这样有助于彻底解决燃料电池中的碳腐蚀问题，从而大幅度提高电池的运行稳定性和寿命。

所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种无碳膜电极组件，其特征在于，所述无碳膜电极组件至少包括：

2.根据权利要求1所述的无碳膜电极组件，其特征在于：所述阴极集流板为多孔钛、多孔不锈钢、及导电聚合物中的一种或上述至少两种的复合材料；所述阳极集流板为多孔钛、多孔不锈钢及导电聚合物中的一种或上述至少两种的复合材料。

3.根据权利要求1所述的无碳膜电极组件，其特征在于：所述阴极集流板和阳极集流板中孔结构的孔径范围为0.1～1000μm。

4.根据权利要求1所述的无碳膜电极组件，其特征在于：所述阴极有序纳米阵列为聚苯胺、聚吡咯、染料晶须或金属氧化物；所述阳极有序纳米阵列为聚苯胺、聚吡咯、染料晶须或金属氧化物。

5.根据权利要求4所述的无碳膜电极组件，其特征在于：所述阴极有序纳米阵列的形貌为纳米线、纳米管、纳米杯或纳米树枝；所述阳极有序纳米阵列的形貌为纳米线、纳米管、纳米杯或纳米树枝。

6.根据权利要求5所述的无碳膜电极组件，其特征在于：采用电化学聚合法、电化学沉积法、软模板法、硬模板法、辊压法或电喷法来制备所述阴极有序纳米阵列和阳极有序纳米阵列。

7.根据权利要求1所述的无碳膜电极组件，其特征在于：所述阴极催化层和阳极催化层采用喷涂或沉积贵金属前驱体并化学还原成纳米催化剂的方法来制得。

8.根据权利要求7所述的无碳膜电极组件，其特征在于：所述阴极催化层和阳极催化层中催化剂的载量范围均为0.05～4mg·cm^-2。

9.根据权利要求8所述的无碳膜电极组件，其特征在于：所述催化剂为Pt黑或PtRu黑。

10.根据权利要求9所述的无碳膜电极组件，其特征在于：所述PtRu黑中Pt和Ru的原子比范围为3:1～1:1。

11.根据权利要求1所述的无碳膜电极组件，其特征在于：所述阴极集流板和阳极集流板包括表面溅射的金层。