[发明专利]纳米纤维电极及其制备方法

权利要求书

1.一种用于电化学装置的电极的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

（a）混合至少第一数量的催化剂、第二数量的离子聚合物或未带电的聚合物以形成溶液；

（b）使得所述溶液进入具有针头尖端的金属针头；

（c）施加电压于所述针头尖端以及收集基板之间，所述收集基板与所述针头尖端相隔一距离；

（d）将所述溶液以一流动速率推出所述针头尖端以产生电纺纤维以及使得所产生的所述电纺纤维沉积于所述收集基板上以形成包含多孔网状的纤维的栅网，其中每一所述电纺纤维具有复数个催化剂的粒子，分布于每一该电纺纤维；以及

（e）将所述栅网压在薄膜上。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂包含碳材担载铂（Pt/C）。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述离子聚合物或所述未带电的聚合物包含纳菲薄膜

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，形成所述溶液更包含将第三数量的第二聚合物与所述第一数量的所述催化剂、所述第二数量的所述离子聚合物或所述未带电的聚合物混合。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述第二聚合物包含聚丙烯酸（PAA）。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂、所述离子聚合物或所述未带电的聚合物、以及第二聚合物的重量比例为15：3：2。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述收集基板包含碳纸或碳布气体扩散层。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述收集基板设置于旋转干燥收集桶上。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述收集基板与所述针头尖端的距离为10厘米。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，施加于所述针头尖端以及所述收集基板之间的所述电压为7.0千伏。

11.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述流动速率为1毫升/小时。

12.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所形成的所述电纺纤维的平均粒径为470纳米。

13.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述电极制备完成时铂的负载量介于0.025至0.4毫克/平方厘米的范围。

14.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述电极制备完成时具有的电化学表面积为114平方米/每克铂。

15.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述薄膜包含聚合物薄膜。

16.一种根据权利要求1所述的用于电化学装置的电极的制备方法所制成的电极。

17.一种用于电化学装置的薄膜电极组件，其特征在于，所述薄膜电极组件包含：

（a）薄膜，具有相对的第一表面以及第二表面；

（b）阳极，设置于所述薄膜的所述第一表面；以及

（c）阴极，设置于所述薄膜的所述第二表面，所述阴极以下列步骤制成：

（i）混合至少第一数量的催化剂、第二数量的离子聚合物或未带电的聚合物以形成溶液；

（ii）使得所述溶液进入具有针头尖端的金属针头；

（iii）施加电压于所述针头尖端以及收集基板之间，所述收集基板与所述针头尖端相隔一距离；

（iv）将所述溶液以一流动速率推出所述针头尖端以产生电纺纤维以及使得所产生的所述电纺纤维沉积于所述收集基板上以形成包含多孔网状的纤维的栅网，其中每一所述电纺纤维具有复数个催化剂的粒子，分布于每一所述电纺纤维；以及

（v）将所述栅网压在所述薄膜的所述第二表面上。

18.根据权利要求17所述的薄膜电极组件，其特征在于，所述催化剂包含碳材担载铂（Pt/C）。

19.根据权利要求17所述的薄膜电极组件，其特征在于，所述离子聚合物或所述未带电的聚合物包含纳菲薄膜

20.根据权利要求17所述的薄膜电极组件，其特征在于，形成所述溶液更包含将第三数量的第二聚合物与所述第一数量的所述催化剂、所述第二数量的所述离子聚合物或所述未带电的聚合物混合。