[发明专利]一种以导电陶瓷载金属为电催化剂的燃料电池膜电极及其制备方法

权利要求书

1.一种以导电陶瓷载金属为电催化剂的燃料电池膜电极，其特征在于由质子交换膜及其两边的催化层三层组成，催化剂层是由导电陶瓷载金属电催化剂和全氟磺酸树脂所组成。

2.如权利要求1所述的以导电陶瓷载金属为电催化剂的燃料电池膜电极，其特征在于电催化剂与全氟磺酸树脂的质量比为1-10∶1。

3.如权利要求1所述的以导电陶瓷载金属为电催化剂的燃料电池膜电极，其特征在于导电陶瓷载金属催化剂中金属为铂或铂合金，其中铂合金为铂与钌，铱，钯的合金，铂与钌，铱，钯的质量比为4-0.5∶1。

4.如权利要求1所述的以导电陶瓷载金属为电催化剂的燃料电池膜电极，其特征在于导电陶瓷载金属催化剂中铂的质量分数为5-60wt％。

5.如权利要求1所述的以导电陶瓷载金属为电催化剂的燃料电池膜电极，其特征在于催化层上铂载量为0.01-1mg/cm²。

6.如权利要求1所述的以导电陶瓷载金属为电催化剂的燃料电池膜电极，其特征在于导电陶瓷载金属催化剂中导电陶瓷的粒径为5-3000nm。

7.如权利要求1所述的以导电陶瓷载金属为电催化剂的燃料电池膜电极，其特征在于导电陶瓷载金属催化剂中导电陶瓷的比表面积为1-1000m²/g，导电陶瓷为硅化钛、碳化钛、硼化钛、氮化钛、硅化钼、硼化锆、碳化钨粉体中的一种或几种混合物。

8.权利要求1所述的一种以导电陶瓷载金属为电催化剂的燃料电池膜电极的制备方法，其特征在于具体步骤如下：

(1)导电陶瓷载贵金属为电催化剂的制备：将金属化合物溶于丙酮中，再加入导电陶瓷粉体，充分混合均匀后加热到60℃，并不断搅拌使溶剂缓慢挥发至其表面干燥，然后在110℃的条件下真空干燥15h，即得固体粉末；再将固体粉末在250±50℃下用90％H₂/N₂气氛下还原处理5±3小时，后再在Ar气氛下冷却至室温，即得到导电陶瓷载金属催化剂，

(2)燃料电池膜电极的制备：将导电陶瓷载金属催化剂与质量分数为5-20％全氟磺酸树脂乳液混合及去离子水，超声分散30min配制催化剂浆料，80℃真空干燥除去溶剂后均匀涂敷在聚四氟薄膜上，再在压力为1MPa下转印到质子交换膜的两侧，即得到以导电陶瓷载金属为电催化剂的燃料电池膜电极。