一种碳纤维复合化电解电极及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114156490A(43)申请公布日2022.03.08(21)申请号202110874838.3C25B11/073(2021.01)(22)申请日2021.07.30C25B1/02(2006.01)(71)申请人浙江众氢科技有限公司地址311121浙江省杭州市余杭区仓前街道龙泉路22号2幢8241单元(72)发明人钟读麟李炳钟宁玉虎肖雨露(74)专利代理机构北京鼎承知识产权代理有限公司11551代理人夏华栋顾可嘉(51)Int.Cl.H01M4/86(2006.01)H01M4/88(2006.01)C25B11/031(2021.01)C25B11/052(2021.01)C25B11/065(2021.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种碳纤维复合化电解电极及其制备方法(57)摘要针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种碳纤维复合化电解电极，和现有的同类产品相比具有高导电率、高孔隙率以及更强的催化能力。为了实现上述目的，本发明一种碳纤维复合化电解电极，由螺旋状设置的单根中空碳纤维制成，所述中空碳纤维壁层上布设有裂纹，每段裂纹完全穿透壁层，且裂纹长度小于所在中空碳纤维周长的1/4，相邻裂纹之间间距不大于3纳米，所述中空碳纤维的外表面和内壁上均喷涂有催化剂。和现有技术相比，本发明孔隙率高达60％，并配备了两种催化剂。产品重量、体积都有所下降，更适用于小型化设备。CN114156490ACN114156490A权利要求书1/1页1.一种碳纤维复合化电解电极，其特征在于，由螺旋状设置的单根中空碳纤维制成，所述中空碳纤维壁层上布设有裂纹，每段裂纹完全穿透壁层，且裂纹长度小于所在中空碳纤维周长的1/4，相邻裂纹之间间距不大于3纳米，所述中空碳纤维的外表面和内壁上均喷涂有催化剂。2.如权利要求1所述的碳纤维复合化电解电极，其特征在于，所述中空碳纤维上的裂纹通过纳米陶瓷刀物理切割而成。3.如权利要求1所述的碳纤维复合化电解电极，其特征在于，所述中空碳纤维上的裂纹通过脉冲电化学加工冲压形成。4.如权利要求3所述的碳纤维复合化电解电极，其特征在于，所述脉冲电化学加工冲压作业处于至少4个大气压的环境下进行。5.如权利要求1‑4任一所述的碳纤维复合化电解电极，其特征在于，所述中空碳纤维的外层和内壁上喷涂的催化剂种类不同。6.一种制备如权利要求1所述碳纤维复合化电解电极的制备方法，其特征在于，步骤1：获取带有裂纹的中空碳纤维；步骤2：获取直径小于1毫米的金属棒，以该金属棒为轴将带有裂纹的中空碳纤维盘绕在其上，步骤3：进行高温热压，并在热压过程中根据热压位置，逐渐抽出金属棒。7.一种通过如权利要求6所述的碳纤维复合化电解电极的制备方法，其特征在于：中空碳纤维盘绕在金属棒时上下层的中空碳纤维外表面相互接触。8.一种通过如权利要求6所述中空碳纤维的碳纤维复合化电解电极的制备方法，其特征在于：所述高温热压采用的温度为130‑135摄氏度。9.一种通过如权利要求6所述的碳纤维复合化电解电极的制备方法，其特征在于：所述高温热压采用的压力为7公斤每平方厘米。10.一种通过如权利要求6‑9其中任一所述的碳纤维复合化电解电极的制备方法，其特征在于：高温热压后的中空碳纤维厚度为原有的1/3。2CN114156490A说明书1/4页一种碳纤维复合化电解电极及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及氢能制备领域，尤其涉及一种碳纤维复合化电解电极及其制备方法。背景技术[0002]膜电极(MembraneElectrodeAssembly，MEA)是质子交换膜燃料电池(PEMFC)最核心的部件，是能量转换的多相物质传输和电化学反应场所，涉及三相界面反应和复杂的传质h传热过程，直接决定PEMFC的性能、寿命及成本。而膜电极的制备材料是影响到其性能的关键因素。现有技术中为了提高膜电极的导电率及催化能力，进行了不懈的研究。如发明人于2018年申请的发明专利，公开号为CN108728863的发明专利《用于制备碳纤维复合化电解电极的碳纤维复合化电解电极、及电解电极》中，就公开了一种用于制备碳纤维复合化电解电极的碳纤维复合化电解电极，其包括：步骤S1：将两条碳纤维条上下叠放，且两条碳纤维条互相垂直；位于上方的为第一碳纤维条，位于下方的为第二碳纤维条；第一碳纤维条和第二碳纤维条均为绷直状态，且紧密接触；步骤S2：将第二碳纤维条往第一碳纤维条所在方向对折；对折后，第二碳纤维条夹住第一碳纤维条；步骤S3：将第一碳纤维条往第二碳纤维条所在方向对折；对折后，第一碳纤维条夹住第二碳纤维条；步骤S4：依次重复步骤S2和步骤S3，直到无法对折，得到电解电极半成品；步骤S5：将半成品进行热处理和加压处理，