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专利号: 2020111308168
申请人: 成都新柯力化工科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2025-05-13
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种生长晶须形成的燃料电池膜电极组件的制备方法,其特征在于,制备的具体过程为:(1)将碳纤维纸两面均匀喷涂聚四氟乙烯乳液,干燥,制得预处理的碳纤维纸;

(2)先将多孔纳米催化剂、氯化锌、分散剂加入水中,在室温下超声分散30 45min,然后~缓慢加入沉淀剂,并调节pH值为8 9,混合搅拌均匀,使得氯化锌在多孔纳米催化剂的微孔~中形成前驱物,得到浆状物;

(3)先在步骤(2)得到的浆状物中加入Nafion溶液、碳材料,在300 500r/min的速率下~搅拌均匀得到涂布液,然后均匀涂布于步骤(1)制得的预处理的碳纤维纸一侧,并在80 100~℃处理10 15min,使得预固化稳定,接着转入水热反应装置中,在150 200℃水热反应1 3h,~ ~ ~逐步形成氧化锌晶须,使多孔纳米催化剂沿氧化锌晶须方向排列,反应结束后洗涤、干燥,制得表面形成催化层的碳纤维纸;

(4)先将质子交换膜表面均匀喷涂Nafion溶液,然后将步骤(3)制得的表面形成催化层的碳纤维纸与质子交换膜热压贴合,形成由下向上依次为碳纤维纸层、催化层、质子交换膜的燃料电池膜电极,即为生长晶须形成的燃料电池膜电极组件。

2.根据权利要求1所述一种生长晶须形成的燃料电池膜电极组件的制备方法,其特征在于:步骤(1)所述碳纤维纸的厚度为0.2 0.3mm,孔隙率大于70%。

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3.根据权利要求1所述一种生长晶须形成的燃料电池膜电极组件的制备方法,其特征在于:步骤(2)所述多孔纳米催化剂为粒径为10 100nm的具有微孔的Pt/C催化剂微粒,所述~分散剂碳酸铵、碳酸氢铵中的至少一种,所述沉淀剂为氢氧化钠、氨水中的一种。

4.根据权利要求1所述一种生长晶须形成的燃料电池膜电极组件的制备方法,其特征在于:步骤(2中:多孔纳米催化剂30 35重量份、氯化锌12 16重量份、分散剂1 3重量份、水~ ~ ~

40 54重量份、沉淀剂3 6重量份。

~ ~

5.根据权利要求1所述一种生长晶须形成的燃料电池膜电极组件的制备方法,其特征在于:步骤(3)所述Nafion溶液的质量浓度为5 10%,所述碳材料为微孔乙炔黑碳粉、碳纳米~管、碳纳米纤维、石墨烯中的至少一种。

6.根据权利要求1所述一种生长晶须形成的燃料电池膜电极组件的制备方法,其特征在于:步骤(3中:浆状物50 65重量份、Nafion溶液20 30重量份、碳材料15 20重量份。

~ ~ ~

7.根据权利要求1所述一种生长晶须形成的燃料电池膜电极组件的制备方法,其特征在于:步骤(3)所述涂布为刮涂或超声喷涂,涂布厚度为50 500μm。

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8.根据权利要求1所述一种生长晶须形成的燃料电池膜电极组件的制备方法,其特征在于:步骤(4)所述质子交换膜为全氟磺酸型质子交换膜,可为常用的Du Pont公司提供的Nafion系列膜,具体为Nafion 117、Nafion 115、Nafion 112、Nafion 1135、Nafion105 中的一种,所述Nafion溶液的质量浓度为5 10%。

~

9.根据权利要求1所述一种生长晶须形成的燃料电池膜电极组件的制备方法,其特征在于:步骤(4)所述热压贴合的温度为120 130℃,压力为8 10MPa,保压时间为60 70s。

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10.权利要求1 8任一项所述方法制备得到的一种生长晶须形成的燃料电池膜电极组~件。