CN109256565A - 低内阻质子交换膜燃料电池膜电极及其制备方法 - Google Patents

低内阻质子交换膜燃料电池膜电极及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109256565A
CN109256565A CN201810978153.1A CN201810978153A CN109256565A CN 109256565 A CN109256565 A CN 109256565A CN 201810978153 A CN201810978153 A CN 201810978153A CN 109256565 A CN109256565 A CN 109256565A
Authority
CN
China
Prior art keywords
proton exchange
catalyst layer
membrane electrode
internal resistance
low internal
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.)
Pending
Application number
CN201810978153.1A
Other languages
English (en)
Inventor
钟发平
倪江鹏
欧腾蛟
陈功哲
邓宇飞
沈博凌
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.)
NATIONAL ENGINEERING RESEARCH CENTER OF ADVANCE ENERGY STORAGE MATERIALS
Original Assignee
NATIONAL ENGINEERING RESEARCH CENTER OF ADVANCE ENERGY STORAGE MATERIALS
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 NATIONAL ENGINEERING RESEARCH CENTER OF ADVANCE ENERGY STORAGE MATERIALS filed Critical NATIONAL ENGINEERING RESEARCH CENTER OF ADVANCE ENERGY STORAGE MATERIALS
Priority to CN201810978153.1A priority Critical patent/CN109256565A/zh
Publication of CN109256565A publication Critical patent/CN109256565A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/8647—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells consisting of more than one material, e.g. consisting of composites
    • H01M4/8652—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells consisting of more than one material, e.g. consisting of composites as mixture
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • H01M4/8878—Treatment steps after deposition of the catalytic active composition or after shaping of the electrode being free-standing body
    • H01M4/8882—Heat treatment, e.g. drying, baking
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • H01M4/8878—Treatment steps after deposition of the catalytic active composition or after shaping of the electrode being free-standing body
    • H01M4/8896—Pressing, rolling, calendering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
    • H01M8/0206—Metals or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
    • H01M8/0223—Composites
    • H01M8/0226—Composites in the form of mixtures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0267—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors having heating or cooling means, e.g. heaters or coolant flow channels
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1004—Fuel cells with solid electrolytes characterised by membrane-electrode assemblies [MEA]
    • H01M8/1006—Corrugated, curved or wave-shaped MEA
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M2004/8678—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells characterised by the polarity
    • H01M2004/8694—Bipolar electrodes
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)

Abstract

本发明提供了一种低内阻质子交换膜燃料电池膜电极，在质子交换膜的一面涂覆有阴极催化剂层，在质子交换膜的另一面涂覆有阳极催化剂层，在阴极催化剂层、阳极催化剂层的外侧分别热压有气体扩散层，所述阴极催化剂层、阳极催化剂层分别包括催化剂、质子交换树脂和纳米银线，所述纳米银线整体呈网状结构分布，所述催化剂、质子交换树脂和纳米银线的质量比为(5～20)：(1～20)：(1～5)。还提供了本发明低内阻质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法。本发明的低内阻质子交换膜燃料电池膜电极，电阻较低，导热能力好，其制备方法简单可行。

Description

低内阻质子交换膜燃料电池膜电极及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种低内阻质子交换膜燃料电池膜电极及其制备方法。
背景技术
质子交换膜燃料电池是一种非常高效环保的能源利用技术，其发展和应用对人类社会的可持续发展具有重要的意义。膜电极是质子交换膜燃料电池的核心部件，直接决定燃料电池的使用性能和寿命。膜电极由质子交换膜、阴阳极催化剂层和阴阳极气体扩散层组成，一般情况下，催化剂层由催化剂和质子交换树脂构成，而质子交换树脂属于绝缘物，从而增加了膜电极的电阻；此外催化剂层和气体扩散层主要采用热压或者贴合的方式制备在一起，导致接触电阻上升。而膜电极的电阻过高，会导致燃料电池的工作电压降低，发热过快，使能量利用效率降低，因此有必要降低燃料电池膜电极的电阻。
发明内容
本发明旨在提供一种电阻较低、导热能力较好的低内阻质子交换膜燃料电池膜电极，同时还提供了本发明低内阻质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法。
本发明通过以下方案实现：
一种低内阻质子交换膜燃料电池膜电极，在质子交换膜的一面涂覆有阴极催化剂层，在质子交换膜的另一面涂覆有阳极催化剂层，在阴极催化剂层、阳极催化剂层的外侧分别热压有气体扩散层，其特征在于：所述阴极催化剂层、阳极催化剂层分别包括催化剂、质子交换树脂和纳米银线，所述纳米银线整体呈网状结构分布，所述催化剂、质子交换树脂和纳米银线的质量比为(5～20)：(1～20)：(1～5)。
所述阴极催化剂层的Pt载量优选为0.1～0.5mg/cm2，所述阳极催化剂层的Pt载量优选为0.05～0.1mg/cm2。
所述催化剂优选为Pt/C、Pt-M/C中的一种或多种，其中Pt含量为5～60％，M优选为Co、Mo、W、Ru和Pd中的一种或多种；所述质子交换树脂优选为Nafion。
一种低内阻质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法，在质子交换膜的一面涂覆上阴极催化剂浆料并烘干形成阴极催化剂层，接着在质子交换膜的另一面涂覆上阳极催化剂浆料并烘干形成阳极催化剂层，之后在阴极催化剂层、阳极外催化剂层的外侧分别热压上气体扩散层，最后将热压上气体扩散层的半成品表面负载0.05～0.2MPa的压力置于真空度低于0.01MPa且温度为100～130℃的真空干燥箱中处理30～90min，使得纳米银线在相应的催化剂层内焊接形成网状结构，此时聚乙烯吡咯烷酮(PVP)也从催化剂层内脱附挥发；所述阴极催化剂层的Pt载量控制为0.1～0.5mg/cm2，所述阳极催化剂层的Pt载量控制为0.05～0.1mg/cm2；热压上气体扩散层的半成品表面负载0.05～0.2MPa的压力一般通过在热压上气体扩散层的半成品表面压上一个物体如钢锭等来实现；
所述阴极催化剂浆料和阳极催化剂浆料的制备工艺相同，具体为：将称好重量的催化剂置于去离子水中分散，之后往其中依次加入质量浓度为5～20％的质子交换树脂溶液、易挥发性溶剂、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和纳米银线形成混合液并将混合液搅拌均匀。
所述去离子水、催化剂、质子交换树脂溶液、易挥发性溶剂、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和纳米银线的质量比为(50～100)：(5～20)：(20～100)：(500～1000)：(1～5)：(1～5)。
所述易挥发性溶剂为燃料电池催化剂浆料常用试剂，一般为乙醇、异丙醇、乙二醇、醋酸丁酯中的一种或多种。
将所述混合液搅拌均匀的工艺具体为：先磁力搅拌10～30mim，之后超声震荡40～120mim，最后高速搅拌10～30min，高速搅拌的转速一般为2000～8000rpm。
所述阴极催化剂浆料、阳极催化剂浆料涂覆在质子交换膜上采用的方法为丝网印刷法或喷涂法。
所述阴极催化剂浆料、阳极催化剂浆料的烘干工艺均为在60～80℃温度下干燥5～30min，使得易挥发溶剂和去离子水完全蒸发掉。
所述热压气体扩散层的工艺具体为：使用热压机在阴极催化剂层、阳极催化剂层的外侧分别热压上气体扩散层，热压压力设置为0.1～0.5MPa，热压温度设置为50～100℃，热压时间为1～2min。
本发明的低内阻质子交换膜燃料电池膜电极，在阳极催化剂层、阴极催化剂层中添加了纳米银线，通过纳米银线的高导电性，从而降低了膜电极的电阻，可提高使用其制作的燃料电池的能量利用效率；同时纳米银线为热的良导体，可以很好的帮助膜电极散热，缓解燃料电池工作过程中过热的现象。本发明的低内阻质子交换膜燃料电池膜电极，电阻较低，导热能力好。
本发明的低内阻质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法，简单可行，在阴极、阳极催化剂浆料中添加了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，使得纳米银线分散得更为均匀，通过100～130℃的真空干燥箱进行处理，使得纳米银线焊接成网络状结构，同时使得聚乙烯吡咯烷酮脱附挥发出来，可降低膜电极电阻，提高膜电极导热能力，同时可提高膜电极催化剂层的强度。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于实施例之表述。
实施例1
一种低内阻质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法，按以下步骤进行：
Ⅰ阴极、阳极催化剂浆料的制备：将0.5g Pt含量为60％的Pt/C催化剂置于5g去离子水中磁力搅拌10min，之后往其中依次加入3g质量浓度为5％的Nafion溶液、80g无水乙醇、0.2g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和0.2g纳米银线形成混合液，将混合液先磁力搅拌10min，再超声振荡60min，最后使用8000rpm转速高速搅拌10min，使得催化剂浆料搅拌均匀；
Ⅱ将预处理好10cm×10cm的质子交换膜平铺在80℃的平台上，然后将阴极催化剂浆料采用喷涂法喷涂在质子交换膜的一面，Pt载量控制为0.2mg/cm2，之后在平台上放置10min，形成阴极催化剂层；然后翻转质子交换膜，将阳极催化剂浆料采用喷涂法喷涂在质子交换膜的另一面上，Pt载量控制为0.08mg/cm2，在平台上放置10min，形成阳极催化剂层；
Ⅲ将步骤Ⅱ获得的产品使用热压机在阴极催化剂层、阳极催化剂层的外侧分别热压上气体扩散层，热压压力设置为0.1MPa，热压温度设置为60℃，热压时间控制为1min；
Ⅳ在步骤Ⅲ获得的产品即热压上气体扩散层的半成品置于真空干燥箱内，在产品表面压上重量为0.1kg的钢锭使得膜电极负载0.098MPa的压力，对真空干燥箱进行抽真空使得真空度低于0.01MPa，并将真空干燥箱的温度升为130℃，保持60min后，取出产品即完成低内阻质子交换膜燃料电池膜电极的制作。
将实施例1制得的低内阻质子交换膜燃料电池膜电极进行检测，有效面积25cm2，阴极催化剂层、阳极催化剂层内的纳米银线焊接成网状结构，膜电极的欧姆内阻约为18mΩ。
实施例2
一种低内阻质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法，按以下步骤进行：
Ⅰ阴极、阳极催化剂浆料的制备：将1.5g Pt含量为50％的Pt/C催化剂置于10g去离子水中磁力搅拌15min，之后往其中依次加入2.5g质量浓度为20％的Nafion溶液、50g异丙醇、0.5g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和0.5g纳米银线形成混合液，将混合液先磁力搅拌15min，再超声振荡80min，最后使用6000rpm转速高速搅拌20min，使得催化剂浆料搅拌均匀；
Ⅱ将预处理好的20cm×20cm质子交换膜在室温下平铺在平台上，在质子交换膜的一面上平铺一张聚四氟乙烯模板，再在聚四氟乙烯模板上覆盖一张丝网，然后将阴极催化剂浆料印刷至质子交换膜的一面，Pt载量控制为0.3mg/cm2，取下丝网后将其置于70℃的烘箱中干燥15min，形成阴极催化剂层，并去掉聚四氟乙烯模板；然后翻转质子交换膜，在质子交换膜的另一面上平铺一张聚四氟乙烯模板，再在聚四氟乙烯模板上覆盖一张丝网，将阳极催化剂浆料印刷至质子交换膜的另一面上，Pt载量控制为0.07mg/cm2，取下丝网后将其置于70℃的烘箱中干燥15min，形成阳极催化剂层并去掉聚四氟乙烯模板；
Ⅲ将步骤Ⅱ获得的产品使用热压机在阴极催化剂层、阳极催化剂层的外侧分别热压上气体扩散层，热压压力设置为0.4MPa，热压温度设置为80℃，热压时间控制为1.5min；
Ⅳ在步骤Ⅲ获得的产品即热压上气体扩散层的半成品置于真空干燥箱内，在产品表面压上重量为0.8kg的钢锭使得膜电极负载0.196MPa的压力，对真空干燥箱进行抽真空使得真空度低于0.01MPa，并将真空干燥箱的温度升为110℃，保持80min后，取出产品即完成低内阻质子交换膜燃料电池膜电极的制作。
将实施例2制得的低内阻质子交换膜燃料电池膜电极进行检测，阴极催化剂层、阳极催化剂层内的纳米银线焊接成网状结构，膜电极的欧姆内阻约为15mΩ。
实施例3
一种低内阻质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法，按以下步骤进行：
Ⅰ阴极、阳极催化剂浆料的制备：将2g Pt含量为40％的Pt/C催化剂置于7g去离子水中磁力搅拌25min，之后往其中依次加入10g质量浓度为15％的Nafion溶液、100g乙二醇、0.35g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和0.35g纳米银线形成混合液，将混合液先磁力搅拌25min，再超声振荡90min，最后使用7000rpm转速高速搅拌25min，使得催化剂浆料搅拌均匀；
Ⅱ将预处理好的20cm×20cm质子交换膜平铺在65℃的平台上，然后将阴极催化剂浆料采用喷涂法喷涂在质子交换膜的一面，Pt载量控制为0.35mg/cm2，之后在平台上放置20min，形成阴极催化剂层；然后翻转质子交换膜，将阳极催化剂浆料采用喷涂法喷涂在质子交换膜的另一面上，Pt载量控制为0.1mg/cm2，在平台上放置20min，形成阳极催化剂层；
Ⅲ将步骤Ⅱ获得的产品使用热压机在阴极催化剂层、阳极催化剂层的外侧分别热压上气体扩散层，热压压力设置为0.3MPa，热压温度设置为100℃，热压时间控制为1min；
Ⅳ在步骤Ⅲ获得的产品即热压上气体扩散层的半成品置于真空干燥箱内，在产品表面压上重量为0.6kg的钢锭使得膜电极负载0.147MPa的压力，对真空干燥箱进行抽真空使得真空度低于0.01MPa，并将真空干燥箱的温度升为120℃，保持75min后，取出产品即完成低内阻质子交换膜燃料电池膜电极的制作。
将实施例3制得的低内阻质子交换膜燃料电池膜电极进行检测，阴极催化剂层、阳极催化剂层内的纳米银线焊接成网状结构，膜电极的欧姆内阻约为22mΩ。

Claims (10)

1.一种低内阻质子交换膜燃料电池膜电极，在质子交换膜的一面涂覆有阴极催化剂层，在质子交换膜的另一面涂覆有阳极催化剂层，在阴极催化剂层、阳极催化剂层的外侧分别热压有气体扩散层，其特征在于：所述阴极催化剂层、阳极催化剂层分别包括催化剂、质子交换树脂和纳米银线，所述纳米银线整体呈网状结构分布，所述催化剂、质子交换树脂和纳米银线的质量比为(5～20)：(1～20)：(1～5)。
2.如权利要求1所述的低内阻质子交换膜燃料电池膜电极，其特征在于：所述阴极催化剂层的Pt载量为0.1～0.5mg/cm2，所述阳极催化剂层的Pt载量为0.05～0.1mg/cm2。
3.如权利要求1或2所述的低内阻质子交换膜燃料电池膜电极，其特征在于：所述催化剂为Pt/C、Pt-M/C中的一种或多种，其中Pt含量为5～60％，M为Co、Mo、W、Ru和Pd中的一种或多种；所述质子交换树脂为Nafion。
4.一种如权利要求1～3所述的低内阻质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法，其特征在于：在质子交换膜的一面涂覆上阴极催化剂浆料并烘干形成阴极催化剂层，接着在质子交换膜的另一面涂覆上阳极催化剂浆料并烘干形成阳极催化剂层，之后在阴极催化剂层、阳极外催化剂层的外侧分别热压上气体扩散层，最后将热压上气体扩散层的半成品表面负载0.05～0.2MPa的压力置于真空度低于0.01MPa且温度为100～130℃的真空干燥箱中处理30～90min，使得纳米银线在相应的催化剂层内焊接形成网络状结构；所述阴极催化剂层的Pt载量控制为0.1～0.5mg/cm2，所述阳极催化剂层的Pt载量控制为0.05～0.1mg/cm2；
所述阴极催化剂浆料和阳极催化剂浆料的制备工艺相同，具体为：将称好重量的催化剂置于去离子水中分散，之后往其中依次加入质量浓度为5～20％的质子交换树脂溶液、易挥发性溶剂、聚乙烯吡咯烷酮和纳米银线形成混合液并将混合液搅拌均匀。
5.如权利要求4所述的低内阻质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法，其特征在于：所述去离子水、催化剂、质子交换树脂溶液、易挥发性溶剂、聚乙烯吡咯烷酮和纳米银线的质量比为(50～100)：(5～20)：(20～100)：(500～1000)：(1～5)：(1～5)。
6.如权利要求5所述的低内阻质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法，其特征在于：所述易挥发性溶剂为乙醇、异丙醇、乙二醇、醋酸丁酯中的一种或多种。
7.如权利要求6所述的低内阻质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法，其特征在于：将所述混合液搅拌均匀的工艺具体为：先磁力搅拌10～30mim，之后超声震荡40～120mim，最后高速搅拌10～30min。
8.如权利要求4任一所述的低内阻质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法，其特征在于：所述阴极催化剂浆料、阳极催化剂浆料涂覆在质子交换膜上采用的方法为丝网印刷法或喷涂法。
9.如权利要求4～8任一所述的低内阻质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法，其特征在于：所述阴极催化剂浆料、阳极催化剂浆料的烘干工艺均为在60～80℃温度下干燥5～30min。
10.如权利要求4～8任一所述的低内阻质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法，其特征在于：所述热压气体扩散层的工艺具体为：使用热压机在阴极催化剂层、阳极催化剂层的外侧分别热压上气体扩散层，热压压力设置为0.1～0.5MPa，热压温度设置为50～100℃，热压时间为1～2min。
CN201810978153.1A 2018-08-27 2018-08-27 低内阻质子交换膜燃料电池膜电极及其制备方法 Pending CN109256565A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810978153.1A CN109256565A (zh) 2018-08-27 2018-08-27 低内阻质子交换膜燃料电池膜电极及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810978153.1A CN109256565A (zh) 2018-08-27 2018-08-27 低内阻质子交换膜燃料电池膜电极及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109256565A true CN109256565A (zh) 2019-01-22

Family

ID=65049631

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810978153.1A Pending CN109256565A (zh) 2018-08-27 2018-08-27 低内阻质子交换膜燃料电池膜电极及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109256565A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110970644A (zh) * 2019-12-26 2020-04-07 先进储能材料国家工程研究中心有限责任公司 质子交换膜燃料电池及其制备方法
CN112909267A (zh) * 2021-02-04 2021-06-04 南京壹元新能源科技有限公司 一种质子交换膜燃料电池用mea及其制备方法
CN113921829A (zh) * 2021-10-11 2022-01-11 中汽创智科技有限公司 一种阳极催化剂层、膜电极及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050287290A1 (en) * 2004-06-23 2005-12-29 Byd Company Limited Gas diffusion electrodes and membrane electrode assemblies for proton exchange membrane fuel cells
US20100216052A1 (en) * 2009-02-23 2010-08-26 Cellera, Inc. Catalyst Coated Membrane (CCM) and Catalyst Film/Layer for Alkaline Membrane Fuel Cells and Methods of Making Same
CN107658485A (zh) * 2017-09-22 2018-02-02 深圳先进储能材料国家工程研究中心有限公司 质子交换膜燃料电池膜电极及其制备方法
CN108075142A (zh) * 2016-11-17 2018-05-25 中国科学院大连化学物理研究所 一种用于阴离子交换膜燃料电池纳米阵列催化层的制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050287290A1 (en) * 2004-06-23 2005-12-29 Byd Company Limited Gas diffusion electrodes and membrane electrode assemblies for proton exchange membrane fuel cells
US20100216052A1 (en) * 2009-02-23 2010-08-26 Cellera, Inc. Catalyst Coated Membrane (CCM) and Catalyst Film/Layer for Alkaline Membrane Fuel Cells and Methods of Making Same
CN108075142A (zh) * 2016-11-17 2018-05-25 中国科学院大连化学物理研究所 一种用于阴离子交换膜燃料电池纳米阵列催化层的制备方法
CN107658485A (zh) * 2017-09-22 2018-02-02 深圳先进储能材料国家工程研究中心有限公司 质子交换膜燃料电池膜电极及其制备方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110970644A (zh) * 2019-12-26 2020-04-07 先进储能材料国家工程研究中心有限责任公司 质子交换膜燃料电池及其制备方法
CN112909267A (zh) * 2021-02-04 2021-06-04 南京壹元新能源科技有限公司 一种质子交换膜燃料电池用mea及其制备方法
CN113921829A (zh) * 2021-10-11 2022-01-11 中汽创智科技有限公司 一种阳极催化剂层、膜电极及其制备方法
CN113921829B (zh) * 2021-10-11 2023-09-15 中汽创智科技有限公司 一种阳极催化剂层、膜电极及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Fabrication of catalyst coated membrane with screen printing method in a proton exchange membrane fuel cell
Lim et al. Comparison of catalyst-coated membranes and catalyst-coated substrate for PEMFC membrane electrode assembly: A review
CN107437628B (zh) 一种燃料电池膜电极组件的制备方法
Jung et al. Optimization of catalyst ink composition for the preparation of a membrane electrode assembly in a proton exchange membrane fuel cell using the decal transfer
WO2018113485A1 (zh) 一种高功率密度的质子交换膜燃料电池膜电极及其制备方法
CN107658485B (zh) 质子交换膜燃料电池膜电极及其制备方法
CN109256565A (zh) 低内阻质子交换膜燃料电池膜电极及其制备方法
Yang et al. Fabrication of a thin catalyst layer using organic solvents
CN101557001B (zh) 一种燃料电池膜电极及其制备方法
CN112786937B (zh) 一种燃料电池膜电极及其制备方法
CN102496726B (zh) 质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法和质子交换膜燃料电池膜电极成型夹具
CN109817991B (zh) 一种质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法
CN107146891B (zh) 一种贵金属催化剂颗粒呈梯度分布的mea制备方法
CN102769141A (zh) 一种质子交换膜燃料电池的膜电极组件及其制备方法
CN110265671A (zh) 一种燃料电池膜电极的制备方法及装置
CN112909267A (zh) 一种质子交换膜燃料电池用mea及其制备方法
CN114583187A (zh) 一种有序多层阴极催化层膜电极制备方法及用途
CN111261878A (zh) 含水凝胶的催化剂浆料及制得的催化层和燃料电池电极
CN101140990A (zh) 一种电极气体扩散层在质子交换膜燃料电池中的应用
CN102522570A (zh) 一种增强型质子交换膜燃料电池膜电极制备方法
CN112980247A (zh) 一种燃料电池用高稳定性喷墨打印墨水及其制备与应用
CN106876741A (zh) 一种复合型质子交换膜的制备方法
CN113991125B (zh) 一种质子交换膜燃料电池催化剂浆料及其制备方法和应用
CN104425829A (zh) 碱性阴离子交换膜燃料电池用带过渡层膜电极的制备方法
CN104600330A (zh) 氢燃料电池膜电极的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190122

RJ01 Rejection of invention patent application after publication