CN113991125B - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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Abstract

本发明提供了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，本发明所述质子交换膜燃料电池催化剂浆料含有具有空心球形结构的孔疏剂，解决了催化层在热压后催化剂孔隙变小导致催化层过于紧密阻止了气体通过使得燃料电池性能降低的问题，本发明所述质子交换膜燃料电池催化剂浆料的空心球形结构增大了热压制备膜电极的过程中催化层形变空间，防止催化层被热压后孔隙减少导致性能下降，有利于阴极空气的传质和阳极产物的排出。孔疏剂的加入也增大了三相反应点，催化剂利用率高，制备工艺简单、适合于规模化、工业化的生产。

Description

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
技术领域
本发明属于燃料电池领域，涉及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。
背景技术
膜电极是燃料电池中的核心部件，膜电极的性能和成本决定了燃料电池的性能和成本。目前常用的是催化剂涂层膜电极(CCM)结构，即将催化层做在质子交换膜上，使催化层与气体扩散层(GDL)分离。由于催化剂涂层膜电极是将催化层与质子交换膜紧密相连，且催化层中不含疏水物质，催化层可做得很薄就可以具有较高的放电性能。
CN110729494A公开了一种用于质子交换膜燃料电池的催化剂浆料及其制备方法，其采用有机酸为主体溶剂，采用低沸点醇，能很好地溶解高分子聚合物质子导体，因而催化层和质子交换膜结合紧密，所制备膜电极内阻较低；催化剂浆料的溶剂为中沸点溶剂，所制备的催化层结构稳定，裂纹少，催化层的寿命和耐久性好。但其不利于阴极空气的传质以及无法排出阳极产物，导致催化剂利用率较低。
CN102142563A公开了一种质子交换膜燃料电池催化剂涂层膜电极的电极浆料配制方法，其按比例加入催化剂、质子交换树脂、分散剂及助剂，制备过程包括物料添加→分散→浓缩→增活处理四个工序，其所制备的浆料中含有增稠剂和/或稳定剂，经过分散、浓缩和增活处理后稳定性好，不易沉降。但是其在制备的过程中没有给催化层在热压制备膜电极的过程中预留足够的形变空间，催化层被热压后孔隙减少可能会导致性能下降。同时其提供的制备方法过程复杂，工艺繁琐，无法实现规模化、工业化的生产。
以上方案中存在有催化效率低以及性能差等问题，因此，开发一种催化效率高、性能好且制备工艺简单的质子交换膜燃料电池催化剂浆料是十分必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供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，本发明所述质子交换膜燃料电池催化剂浆料通过添加孔疏剂，解决了催化层在热压后催化剂孔隙变小导致催化层过于紧密阻止了气体通过使得燃料电池性能降低的问题，本发明所述质子交换膜燃料电池催化剂浆料的空心球形结构增大了热压制备膜电极的过程中催化层形变空间，防止催化层被热压后孔隙减少导致性能下降，有利于阴极空气的传质和阳极产物的排出。孔疏剂的加入也增大了三相反应点，催化剂利用率更高，制备工艺简单、适合于规模化、工业化的生产。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种质子交换膜燃料电池催化剂浆料，所述质子交换膜燃料电池催化剂浆料含有具有空心球形结构的孔疏剂。
本发明所述质子交换膜燃料电池催化剂浆料添加了孔疏剂有利于阴极空气的传质和阳极产物的排出，且孔疏剂的加入增大了三相反应点，催化剂利用率更高，所述的孔疏剂为空心球形结构，所述空心球形结构增大了热压制备膜电极的过程中催化层形变空间，防止催化层被热压后孔隙减少导致性能下降。
优选地，所述孔疏剂包括聚四氟乙烯溶液和被包剂。
优选地，所述聚四氟乙烯溶液的质量浓度为0.1～10％，例如：0.1％、1％、2％、3％、5％、8％或10％等。
优选地，所述聚四氟乙烯溶液和被包剂的质量比为1:(3～10)，例如：1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9或1:10等。
优选地，所述被包剂包括碳酸铵、碳酸氢铵、硫酸铵、草酸铵或碘化铵中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述孔疏剂采用如下方法进行制备，所述方法包括以下步骤：
将被包剂研磨后加入聚四氟乙烯溶液，搅拌后蒸干，经热处理得到所述孔疏剂。
优选地，所述搅拌的时间为20～40min，例如：20min、25min、30min、35min或40min等。
优选地，所述热处理的温度为300～400℃，例如：300℃、310℃、330℃、350℃、380℃或400℃等。
优选地，所述热处理的时间为20min～60min，例如：20min、25min、30min、35min、40min、50min或60min等。
优选地，所述质子交换膜燃料电池催化剂浆料还包括催化剂、去离子水、Nafion和有机溶剂。
优选地，所述有机溶剂包括乙醇、正丙醇、乙酸丁酯、叔丁醇或异丙醇中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述催化剂、去离子水、Nafion、有机溶剂及孔疏剂的质量比为1:(25～186):(0.3～2.6):(25～418):(0.1～0.8)，例如：1:25:0.3:25:0.1、1:50:1.5:100:0.3、1:50:2.2:100:0.5、1:100:2.2:200:0.6或1:186:2.6:418:0.8等。
优选地，所述催化剂中铂的质量含量为30～70％，例如：30％、35％、40％、50％、60％或70％等。
优选地，所述Nafion的质量浓度为1～20％，例如：1％、3％、5％、8％、10％、15％或20％等，优选为5％。
第二方面，本发明提供了一种如第一方面所述的质子交换膜燃料电池催化剂浆料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)制备孔疏剂；
(2)将步骤(1)制备的孔疏剂与催化剂、去离子水、Nafion和有机溶剂混合，得到所述质子交换膜燃料电池催化剂浆料。
优选地，步骤(1)所述孔疏剂的制备方法包括：将被包剂研磨后加入聚四氟乙烯溶液，搅拌后蒸发，经热处理得到所述孔疏剂。
优选地，所述被包剂研磨至细小颗粒分散状。
优选地，所述研磨在烧杯中进行。
优选地，采用滴加的方式加入聚四氟乙烯溶液，并且边滴边冰浴超声。
优选地，所述搅拌的时间为20～40min，例如20min、23min、25min、30min、32min、35min、38min或40min等。
优选地，所述热处理为烘干处理。
优选地，所述烘干在烘箱中进行。
优选地，所述烘干的温度为300～400℃，例如：300℃、310℃、330℃、350℃、360℃、380℃或400℃等。
优选地，所述烘干的时间为20～60min例如：20min、25min、30min、35min、40min、45min、50min或60min等。
优选地，步骤(2)具体包括：
称取催化剂，用去离子水进行润湿；逐滴加入Nafion，冰浴超声均匀后逐滴加入有机溶剂，然后加入孔疏剂，冰浴超声，搅拌混合均匀得到浆料A；将所述浆料A强力分散获得所述质子交换膜燃料电池催化剂墨水。
优选地，所述强力分散采用高速剪切机进行。
优选地，所述强力分散的时间为20～40min，例如20min、23min、25min、30min、32min、35min或40min等。
优选地，所述强力分散的速度为10000～30000r/min，例如：10000r/min、12000r/min、16000r/min、18000r/min、20000r/min、25000r/min或30000r/min等。
第三方面，本发明还提供了一种质子交换膜燃料电池的膜电极，所述膜电极采用如第一方面所述的质子交换膜燃料电池催化剂浆料。
优选地，所述膜电极包括阴极和阳极。
优选地，所述阴极喷涂所述质子交换膜燃料电池催化剂浆料的质量小于所述阳极的喷涂质量。
优选地，所述阴极喷涂所述质子交换膜燃料电池催化剂浆料的质量为0.15～0.2mg/cm2，例如：0.15mg/cm2、0.16mg/cm2、0.17mg/cm2、0.18mg/cm2、0.19mg/cm2或0.2mg/cm2等。
优选地，所述阳极喷涂所述质子交换膜燃料电池催化剂浆料的质量为0.05～0.1mg/cm2，例如：0.05mg/cm2、0.06mg/cm2、0.07mg/cm2、0.08mg/cm2、0.09mg/cm2或0.1mg/cm2等。
作为本发明的优选方案，所述的质子交换膜燃料电池的膜电极的制备方法包括以下步骤：
(a)制备待喷涂催化剂浆料：取铂含量为30～70％的催化剂，与去离子水、3～7％的Nafion、有机溶剂及孔疏剂混合均匀后再分散，获得待喷涂催化剂墨水，所述分散的速度为10000～30000r/min，所述分散的时间为20～40min；
(b)制备膜电极：利用超声喷涂机将步骤(a)制备的催化剂浆料，在50～80℃下喷涂于质子交换膜一侧，作为膜电极的阴极；另一侧喷涂步骤(a)制备的催化剂浆料作为阳极；其中阴极的催化剂浆料喷涂质量为0.15～0.2mg/cm2，阳极的催化剂浆料喷涂质量为0.05～0.1mg/cm2；在同样的喷涂温度和真空吸附条件下烘干2～10min，得到所述质子交换膜燃料电池膜电极。
第四方面，本发明提供了一种质子交换膜燃料电池的膜电极组件，所述质子交换膜燃料电池的膜电极组件使用如第三方面所述的膜电极。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
1、本发明所述质子交换膜燃料电池催化剂浆料添加了孔疏剂有利于阴极空气的传质和阳极产物的排出，且孔疏剂的加入增大了三相反应点，催化剂利用率更高。
2、本发明所述质子交换膜燃料电池催化剂浆料所使用的孔疏剂的空心球形结构增大热压制备膜电极的过程中催化层形变空间，防止催化层被热压后孔隙减少导致性能下降。
3、本发明所提供的膜电极制备工艺简单、适合于规模化、工业化的生产。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1：
本实施例提供了一种质子交换膜燃料电池的膜电极，包括以下步骤：
步骤1：制备孔疏剂：
取1g碳酸铵置入烧杯中，研磨至细小颗粒分散状，滴加入3g PTFE溶液，边滴边冰浴超声搅拌20min；放入烘箱内蒸干，在300℃下进行热处理20min。
步骤2：制备催化剂浆料：
称取50mg铂含量为40％的铂碳催化剂，用1.5g去离子水进行润湿，然后逐滴加入50mg 5％的Nafion，冰浴超声均匀后逐滴加入5g异丙醇，最后加入5mg孔疏剂，冰浴超声搅拌混合均匀；采用高速剪切机进行强力分散20min，获得催化剂浆料，所述分散速度为10000r/min。
步骤3：制备CCM：
利用超声喷涂机将步骤2所述的催化剂浆料在50℃下分别喷涂于质子交换膜两侧，分别作为膜电极的阴阳极。其中阴极喷涂质量为0.15mg/cm2，阳极喷涂质量为0.05mg/cm2；在同样的喷涂温度下和真空吸附条件下进行烘干2min。
步骤4：制备膜电极组件：
在CCM两侧放上碳纸，在0.1MPa，60℃下加热30s，制得所述质子交换膜燃料电池的膜电极组件。
实施例2：
本实施例提供了一种质子交换膜燃料电池的膜电极，包括以下步骤：
步骤1：制备孔疏剂：
取1g碳酸氢铵置入烧杯中，研磨至细小颗粒分散状，滴加入3g PTFE溶液，边滴边冰浴超声搅拌20min；放入烘箱内蒸干，在300℃下进行热处理20min。
步骤2：制备催化剂浆料：
称取25mg铂含量为70％的铂碳催化剂，用4g去离子水进行润湿，然后逐滴加入100mg 5％的Nafion，冰浴超声均匀后逐滴加入10g正丙醇10g乙醇，最后加入14mg孔疏剂，冰浴超声搅拌混合均匀；采用高速剪切机进行强力分散20min，获得催化剂浆料，所述分散速度为10000r/min。
步骤3：制备CCM：
利用超声喷涂机将步骤2所述的催化剂浆料在50℃下分别喷涂于质子交换膜两侧，分别作为膜电极的阴阳极。其中阴极喷涂质量为0.2mg/cm2，阳极喷涂质量为0.1mg/cm2；在同样的喷涂温度下和真空吸附条件下进行烘干2min。
步骤4：制备膜电极组件：
在CCM两侧放上碳纸，在0.1MPa，60℃下加热30s，制得所述质子交换膜燃料电池的膜电极组件。
实施例3：
本实施例提供了一种质子交换膜燃料电池的膜电极，包括以下步骤：
步骤1：制备孔疏剂：
取1g硫酸铵置入烧杯中，研磨至细小颗粒分散状，滴加入3g PTFE溶液，边滴边冰浴超声搅拌20min；放入烘箱内蒸干，在300℃下进行热处理20min。
步骤2：制备催化剂浆料：
称取80mg铂含量为60％的铂钴催化剂，用3g去离子水进行润湿，然后逐滴加入250mg 5％的Nafion，冰浴超声均匀后逐滴加入20g异丙醇2g叔丁醇8g乙醇，最后加入10mg孔疏剂，冰浴超声搅拌混合均匀；采用高速剪切机进行强力分散20min，获得催化剂浆料，所述分散速度为10000r/min。
步骤3：制备CCM：
利用超声喷涂机将步骤2所述的催化剂浆料在50℃下分别喷涂于质子交换膜两侧，分别作为膜电极的阴阳极。其中阴极喷涂质量为0.18mg/cm2，阳极喷涂质量为0.06mg/cm2；在同样的喷涂温度下和真空吸附条件下进行烘干2min。
步骤4：制备膜电极组件：
在CCM两侧放上碳纸，在0.1MPa，60℃下加热30s，制得所述质子交换膜燃料电池的膜电极组件。
实施例4：
本实施例提供了一种质子交换膜燃料电池的膜电极，包括以下步骤：
步骤1：制备孔疏剂：
取1g草酸铵置入烧杯中，研磨至细小颗粒分散状，滴加入3g PTFE溶液，边滴边冰浴超声搅拌20min；放入烘箱内蒸干，在300℃下进行热处理20min。
步骤2：制备催化剂浆料：
称取100mg铂含量为30％的铂碳催化剂，用15g去离子水进行润湿，然后逐滴加入600mg 5％的Nafion，冰浴超声均匀后逐滴加入54g异丙醇10g乙酸乙酯，最后加入50mg孔疏剂，冰浴超声搅拌混合均匀；采用高速剪切机进行强力分散20min，获得催化剂浆料，所述分散速度为10000r/min。
步骤3：制备CCM：
利用超声喷涂机将步骤2所述的催化剂浆料在50℃下分别喷涂于质子交换膜两侧，分别作为膜电极的阴阳极。其中阴极喷涂质量为0.16mg/cm2，阳极喷涂质量为0.08mg/cm2；在同样的喷涂温度下和真空吸附条件下进行烘干2min。
步骤4：制备膜电极组件：
在CCM两侧放上碳纸，在0.1MPa，60℃下加热30s，制得所述质子交换膜燃料电池的膜电极组件。
实施例5：
本实施例提供了一种质子交换膜燃料电池的膜电极，包括以下步骤：
步骤1：制备孔疏剂：
取1g碘化铵置入烧杯中，研磨至细小颗粒分散状，滴加入3g PTFE溶液，边滴边冰浴超声搅拌20min；放入烘箱内蒸干，在300℃下进行热处理20min。
步骤2：制备催化剂浆料：
称取30mg铂含量为70％的铂碳催化剂，用8g去离子水进行润湿，然后逐滴加入150mg 5％的Nafion，冰浴超声均匀后逐滴加入36g正丙醇，最后加入30mg孔疏剂，冰浴超声搅拌混合均匀；采用高速剪切机进行强力分散20min，获得催化剂浆料，所述分散速度为10000r/min。
步骤3：制备CCM：
利用超声喷涂机将步骤2所述的催化剂浆料在50℃下分别喷涂于质子交换膜两侧，分别作为膜电极的阴阳极。其中阴极喷涂质量为0.17mg/cm2，阳极喷涂质量为0.07mg/cm2；在同样的喷涂温度下和真空吸附条件下进行烘干2min。
步骤4：制备膜电极组件：
在CCM两侧放上碳纸，在0.1MPa，60℃下加热30s，制得所述质子交换膜燃料电池的膜电极组件。
实施例6
本实施例提供了一种质子交换膜燃料电池的膜电极，包括以下步骤：
步骤1：制备孔疏剂：
取1g碳酸铵置入烧杯中，研磨至细小颗粒分散状，滴加入5g PTFE溶液，边滴边冰浴超声搅拌30min；放入烘箱内蒸干，在350℃下进行热处理40min。
步骤2：制备催化剂浆料：
称取30mg铂含量为50％的铂镍催化剂，用6g去离子水进行润湿，然后逐滴加入150mg 8％的Nafion，冰浴超声均匀后逐滴加入30g异丙醇，最后加入32mg孔疏剂，冰浴超声搅拌混合均匀；采用高速剪切机进行强力分散30min，获得催化剂浆料，所述分散速度为20000r/min。
步骤3：制备CCM：
利用超声喷涂机将步骤2所述的催化剂浆料在60℃下分别喷涂于质子交换膜两侧，分别作为膜电极的阴阳极。其中阴极喷涂质量为0.19mg/cm2，阳极喷涂质量为0.05mg/cm2；在同样的喷涂温度下和真空吸附条件下进行烘干8min。
步骤4：制备膜电极组件：
在CCM两侧放上碳纸，在0.1MPa，60℃下加热30s，制得所述质子交换膜燃料电池的膜电极组件。
对比例1：
本对比例与实施例1区别仅在于，不添加孔疏剂，其他条件与参数与实施例1完全相同。
对比例2
本对比例采用CN1269429A中实施例2b所述膜电极。
性能测试：
将实施例1-6和对比例1-2制得的膜电极组件在电池温度为60℃，气体过量系数为H2/Air＝1.5/2.5，湿度为50-70％，无背压的条件下进行测试，测试结果如表1所示：
表1
Figure BDA0003325365630000111
Figure BDA0003325365630000121
由表1可以看出，由实施例1-6可得，由本发明实施例中制备得到的质子交换膜燃料电池膜电极制备的电池组件在200mA/cm2下电压可以达到0.801V以上，在800mA/cm2下电压可以达到0.724V，在1800mA/cm2下电压可达0.673V以上。
由实施例1与对比例1对比可得，由本发明实施例中制备得到的质子交换膜燃料电池膜电极制备的电池组件在200mA/cm2、800mA/cm2及1800mA/cm2下的电压比不加入孔疏剂的膜电池组件在相同条件下的电压均有不同程度的提高。
由实施例1和对比例2对比可得孔疏剂将造孔疏水两种功能合二为一，可有效提高电池性能。
由此可知，本发明所述质子交换膜燃料电池的膜电极组件通过在催化剂浆料的制备过程中加入了孔疏剂，有利于阴极空气的传质和阳极产物的排出，且孔疏剂的加入增大了三相反应点，催化剂利用率更高，孔疏剂的空心球形结构增大热压制备膜电极的过程中催化层形变空间，防止催化层被热压后孔隙减少导致性能下降。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (34)

1.一种质子交换膜燃料电池催化剂浆料，其特征在于，所述质子交换膜燃料电池催化剂浆料含有具有空心球形结构的孔疏剂，所述孔疏剂包括聚四氟乙烯溶液和被包剂，所述被包剂包括碳酸铵、碳酸氢铵、硫酸铵、草酸铵或碘化铵中的任意一种或至少两种的组合。
2.如权利要求1所述的质子交换膜燃料电池催化剂浆料，其特征在于，所述聚四氟乙烯溶液的质量浓度为0.1~10%。
3.如权利要求1所述的质子交换膜燃料电池催化剂浆料，其特征在于，所述聚四氟乙烯溶液和被包剂的质量比为1:(3~10)。
4.如权利要求1所述的质子交换膜燃料电池催化剂浆料，其特征在于，所述孔疏剂采用如下方法进行制备，所述方法包括以下步骤：
将被包剂研磨后加入聚四氟乙烯溶液，搅拌后蒸干，经热处理得到所述孔疏剂。
5.如权利要求4所述的质子交换膜燃料电池催化剂浆料，其特征在于，所述搅拌的时间为20~40min。
6.如权利要求4所述的质子交换膜燃料电池催化剂浆料，其特征在于，所述热处理的温度为300~400℃。
7.如权利要求4所述的质子交换膜燃料电池催化剂浆料，其特征在于，所述热处理的时间为20min~60min。
8.如权利要求1所述的质子交换膜燃料电池催化剂浆料，其特征在于，所述质子交换膜燃料电池催化剂浆料还包括催化剂、去离子水、Nafion和有机溶剂。
9.如权利要求8所述的质子交换膜燃料电池催化剂浆料，其特征在于，所述催化剂包括铂碳催化剂、铂钴催化剂和铂镍催化剂中的任意一种或至少两种的组合。
10.如权利要求8所述的质子交换膜燃料电池催化剂浆料，其特征在于，所述有机溶剂包括乙醇、正丙醇、乙酸丁酯、叔丁醇或异丙醇中的任意一种或至少两种的组合。
11.如权利要求8所述的质子交换膜燃料电池催化剂浆料，其特征在于，所述催化剂、去离子水、Nafion、有机溶剂及孔疏剂的质量比为1:(25~186):(0.3~2.6):(25~418):(0.1~0.8)。
12.如权利要求8所述的质子交换膜燃料电池催化剂浆料，其特征在于，所述催化剂中铂的质量含量为30~70%。
13.如权利要求8所述的质子交换膜燃料电池催化剂浆料，其特征在于，所述Nafion的质量浓度为1~20%。
14.如权利要求1-13任一项所述的质子交换膜燃料电池催化剂浆料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
（1）制备孔疏剂；
（2）将步骤（1）制备的孔疏剂与催化剂、去离子水、Nafion和有机溶剂混合，得到所述质子交换膜燃料电池催化剂浆料。
15.如权利要求14所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述孔疏剂的制备方法包括：将被包剂研磨后加入聚四氟乙烯溶液，搅拌后蒸发，经热处理得到所述孔疏剂。
16.如权利要求15所述的制备方法，其特征在于，所述被包剂研磨至细小颗粒分散状。
17.如权利要求15所述的制备方法，其特征在于，所述研磨在烧杯中进行。
18.如权利要求15所述的制备方法，其特征在于，采用滴加的方式加入聚四氟乙烯溶液，并且边滴边冰浴超声。
19.如权利要求15所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌的时间为20~40min。
20.如权利要求15所述的制备方法，其特征在于，所述热处理为烘干处理。
21.如权利要求20所述的制备方法，其特征在于，所述烘干在烘箱中进行。
22.如权利要求20所述的制备方法，其特征在于，所述烘干的温度为300~400℃。
23.如权利要求20所述的制备方法，其特征在于，所述烘干的时间为20~60min。
24.如权利要求15所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）具体包括：
称取催化剂，用去离子水进行润湿。逐滴加入Nafion，冰浴超声均匀后逐滴加入有机溶剂，然后加入孔疏剂，冰浴超声，搅拌混合均匀得到浆料A，将所述浆料A强力分散获得所述质子交换膜燃料电池催化剂墨水。
25.如权利要求24所述的制备方法，其特征在于，所述强力分散采用高速剪切机进行。
26.如权利要求24所述的制备方法，其特征在于，所述强力分散的时间为20~40min。
27.如权利要求24所述的制备方法，其特征在于，所述强力分散的速度为10000~30000r/min。
28.一种质子交换膜燃料电池的膜电极，其特征在于，所述膜电极采用如权利要求1-14任一项所述的质子交换膜燃料电池催化剂浆料。
29.如权利要求28所述的质子交换膜燃料电池的膜电极，其特征在于，所述膜电极包括阴极和阳极。
30.如权利要求29所述的质子交换膜燃料电池的膜电极，其特征在于，所述阴极喷涂所述质子交换膜燃料电池催化剂浆料的质量小于所述阳极的喷涂质量。
31.如权利要求29所述的质子交换膜燃料电池的膜电极，其特征在于，所述阴极喷涂所述质子交换膜燃料电池催化剂浆料的质量为0.15~0.2 mg/cm2。
32.如权利要求29所述的质子交换膜燃料电池的膜电极，其特征在于，所述阳极喷涂所述质子交换膜燃料电池催化剂浆料的质量为0.05~0.1 mg/cm2。
33.如权利要求28所述的质子交换膜燃料电池的膜电极的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
（a）制备待喷涂催化剂浆料：取铂含量为30~70%的催化剂，与去离子水、3~7%的Nafion、有机溶剂及孔疏剂混合均匀后再分散，获得待喷涂催化剂墨水，所述分散的速度为10000~30000r/min，所述分散的时间为20~40min；
（b）制备膜电极：利用超声喷涂机将步骤（a）制备的催化剂浆料，在50~80℃下喷涂于质子交换膜一侧，作为膜电极的阴极；另一侧喷涂步骤（a）制备的催化剂浆料作为阳极；其中阴极的催化剂浆料喷涂质量为0.15~0.2mg/cm2，阳极的催化剂浆料喷涂质量为0.05~0.1mg/cm2；在同样的喷涂温度和真空吸附条件下烘干2~10min，得到所述质子交换膜燃料电池膜电极。
34.一种质子交换膜燃料电池的膜电极组件，其特征在于，所述质子交换膜燃料电池的膜电极组件使用如权利要求28所述膜电极。
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