HT-PEMFC气体扩散电极的制备方法、膜电极及其制备方法.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CN112599799A(43)申请公布日2021.04.02(21)申请号202011488588.1(22)申请日2020.12.16(71)申请人浙江博氢新能源有限公司地址315300浙江省宁波市慈溪滨海经济开发区海丰北路999号(72)发明人刘兵沈建跃(74)专利代理机构常州市权航专利代理有限公司32280代理人赵慧(51)Int.Cl.H01M4/88(2006.01)H01M4/92(2006.01)H01M8/1004(2016.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称HT-PEMFC气体扩散电极的制备方法、膜电极及其制备方法(57)摘要本发明属于燃料电池技术领域，具体涉及一种HT‑PEMFC气体扩散电极的制备方法、膜电极及其制备方法，其中所述HT‑PEMFC气体扩散电极的制备方法包括：制备催化剂浆料；通过丝网印刷工艺将催化剂浆料涂载在气体扩散层上；以及烘干、烧结，得到气体扩散电极；本发明通过制备可丝网印刷的催化剂浆料，经丝网印刷工艺制备出高性能的气体扩散电极GDE，再通过气体扩散电极GDE制造出与商业购买的膜电极性能相当的膜电极，解决现有技术中的气体扩散电极GDE无法规模化生产而导致膜电极无法规模化生产的问题。CN112599799ACN112599799A权利要求书1/1页1.一种HT‑PEMFC气体扩散电极的制备方法，其特征在于，包括：制备催化剂浆料；通过丝网印刷工艺将催化剂浆料涂载在气体扩散层上；以及烘干、烧结，得到气体扩散电极。2.根据权利要求1所述的HT‑PEMFC气体扩散电极的制备方法，其特征在于，所述制备催化剂浆料的方法包括：步骤S1，称取1～30重量份催化剂，加入少量水润湿，然后在搅拌下滴加1～30重量份乳液，再分别加入1～10重量份分散剂、50～90重量份溶剂和1～10重量份粘度调节剂，搅拌5‑30分钟后，分散3‑30min，以得到浆料；以及步骤S2，将步骤S1得到的浆料转移至行星球磨罐中，在50‑500转/分的转速下行星球磨5‑120min，以得到所述催化剂浆料。3.根据权利要求2所述的HT‑PEMFC气体扩散电极的制备方法，其特征在于，所述催化剂包括：铂碳催化剂或铂合金碳催化剂其中的一种或多种；以及所述乳液包括：PTFE乳液。4.根据权利要求3所述的HT‑PEMFC气体扩散电极的制备方法，其特征在于，所述分散剂包括：甲醇、乙醇、异丙醇、及曲拉通、NP‑4或OP乳化剂中的一种或多种。5.根据权利要求4所述的HT‑PEMFC气体扩散电极的制备方法，其特征在于，所述溶剂包括：乙二醇、丙二醇或丙二醇二甲醚中的一种或多种；以及所述粘度调节剂包括：丙三醇、聚氧化乙烯或聚乙二醇中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的HT‑PEMFC气体扩散电极的制备方法，其特征在于，通过丝网印刷工艺将催化剂浆料涂载在气体扩散层上的方法包括：选用合适大小的碳纸作为承印物和40‑200目丝网，印制气体扩散电极。7.根据权利要求6所述的HT‑PEMFC气体扩散电极的制备方法，其特征在于，所述烘干、烧结，得到气体扩散电极的方法包括：在80‑120℃条件下烘干印制好的气体扩散电极；以及在惰性气体的保护下，将烘干好的气体扩散电极在280‑400℃条件下进行烧结，从而得到所需的气体扩散电极。8.一种气体扩散电极组件，其特征在于，包括：阳极气体扩散电极和阴极气体扩散电极；所述阳极气体扩散电极和阴极气体扩散电极均采用如权利要求1‑7任一项所述的HT‑PEMFC气体扩散电极的制备方法制备而成。9.一种膜电极，其特征在于，包括：PBI‑PA膜，以及如权利要求8所述的阳极气体扩散电极和阴极气体扩散电极。10.一种膜电极的制备方法，其特征在于，包括：将阳极气体扩散电极和阴极气体扩散电极分别压合在PBI‑PA膜的两侧。2CN112599799A说明书1/5页HT‑PEMFC气体扩散电极的制备方法、膜电极及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种HT‑PEMFC气体扩散电极的制备方法、膜电极及其制备方法。背景技术[0002]质子交换膜燃料电池(PEMFC)根据所使用电解质膜的使用温度不同可分为低温质子交换膜燃料电池(LT‑PEMFC)和高温质子交换膜燃料电池(HT‑PEMFC)。LT‑PEMFC通常使用Nafion作为电解质膜，适用温度小于100℃；HT‑PEMFC通常使用磷酸掺杂的聚苯并咪唑膜(PBI‑PA)作为电解质，适用温度大于100℃通常在120‑200℃。HT‑PEMFC由于使用温度高，具有对反应气体中杂质(如CO)耐受性高、电化学反应活性高、无需加湿、热管理简单、反应废热可利用等特点，因而相对于LT‑PEMFC，系统设计