[发明专利]使用燃料电池用电极催化剂的多孔载体制备自立电极的方法、包含该电极的膜电极组件

权利要求书

1.一种燃料电池用多孔电极，所述多孔电极通过将催化剂墨水涂布在由有机聚合物膜形成的非导电性多孔基板的内部和表面上而制得，其中，所述催化剂墨水具有100cp～300cp的粘度，并且包含平均二次粒径d50为小于或等于2μm的催化剂颗粒，所述有机聚合物膜的厚度为2μm～20μm，孔隙率为70％～90％。

2.如权利要求1所述的燃料电池用多孔电极，其中，所述催化剂墨水包含：相对于所述催化剂墨水总重的3重量％～10重量％的催化剂颗粒，相对于所述催化剂颗粒重量的10重量％～150重量％的离子传导树脂，和溶剂。

3.如权利要求2所述的燃料电池用多孔电极，其中，所述溶剂选自由水、醇类、酮类、烃类和它们的混合物所组成的组。

4.如权利要求3所述的燃料电池用多孔电极，其中，所述催化剂墨水还包含相对于所述催化剂墨水总重的0.01重量％～3重量％的分散性溶剂，所述分散性溶剂选自由多元醇类、聚烷撑二醇类、多元醇的单烷基醚类和它们的混合物所组成的组。

5.如权利要求1所述的燃料电池用多孔电极，其中，所述非导电性多孔基板为无纺布型，由聚乙烯聚合物、聚丙烯聚合物、聚异丁烯聚合物、聚酯聚合物、聚氨酯聚合物、聚丙烯酸聚合物、氟聚合物、纤维素聚合物或它们的混合物形成。

6.一种制备燃料电池用膜-电极组件的方法，所述方法包括以下步骤：

a)通过将催化剂墨水涂布在非导电性多孔基板上来制备多孔电极；和

b)将所述多孔电极连接到聚合物电解质膜。

7.如权利要求6所述的制备燃料电池用膜-电极组件的方法，其中，所述催化剂墨水具有100cp～300cp的粘度，并且包含平均二次粒径d50为小于或等于2μm的催化剂颗粒。

8.如权利要求7所述的制备燃料电池用膜-电极组件的方法，其中，所述催化剂墨水包含：相对于所述催化剂墨水总重的3重量％～10重量％的催化剂颗粒，相对于所述催化剂颗粒重量的10重量％～150重量％的离子传导树脂，和溶剂。

9.如权利要求8所述的制备燃料电池用膜-电极组件的方法，其中，所述溶剂选自由水、醇类、酮类、烃类和它们的混合物所组成的组。

10.如权利要求8所述的制备燃料电池用膜-电极组件的方法，其中，所述催化剂墨水还包含相对于所述催化剂墨水总重的0.01重量％～3重量％的分散性溶剂，所述分散性溶剂选自由多元醇类、聚烷撑二醇类、多元醇的单烷基醚类和它们的混合物所组成的组。

11.如权利要求6所述的制备燃料电池用膜-电极组件的方法，其中，所述催化剂墨水在涂布前用匀化器或珠磨机分散。

12.如权利要求6所述的制备燃料电池用膜-电极组件的方法，其中，所述步骤a)中的涂布通过选自喷涂法、浸涂法、凹版涂布法、狭缝模具涂布法、逗号涂布法和凸缘涂布法中的一种或多种方法实施。

13.如权利要求6所述的制备燃料电池用膜-电极组件的方法，其中，所述非导电性多孔基板是厚度为2μm～20μm、孔隙率为70％～90％的有机聚合物膜。

14.如权利要求13所述的制备燃料电池用膜-电极组件的方法，其中，所述非导电性多孔基板为无纺布型。

15.如权利要求14所述的制备燃料电池用膜-电极组件的方法，其中，所述非导电性多孔基板由聚乙烯聚合物、聚丙烯聚合物、聚异丁烯聚合物、聚酯聚合物、聚氨酯聚合物、聚丙烯酸聚合物、氟聚合物、纤维素聚合物或它们的混合物形成。

16.一种膜-电极组件，所述膜-电极组件包含：

聚合物电解质膜；和

通过将权利要求1～5中任一项所述的燃料电池用多孔电极连接到所述聚合物电解质膜的两侧而形成的多孔电极层。

17.一种燃料电池，所述燃料电池包含权利要求16所述的膜-电极组件。