[发明专利]一种直接醇类燃料电池膜电极及其制备和应用

权利要求书

1.一种直接醇类燃料电池的膜电极，包括依次叠合的阴极催化层、质子交换膜、阳极催化层，其特征在于：所述膜电极在质子交换膜阳极侧与阳极催化层之间添加氧化石墨烯层。

2.如权利要求1所述膜电极，其特征在于：

所述氧化石墨烯层由氧化石墨烯和Nafion组成，氧化石墨烯与Nafion的质量比为5:1-1:5。

3.如权利要求1所述膜电极，其特征在于：

所述氧化石墨烯层的氧化石墨烯载量为0.01-0.5mg/cm²。

4.一种权利要求1所述膜电极的制备方法，包括阳极扩散层的制备、CCM结构的阳极催化层的制备、GDE结构的阴极的制备，其特征在于：包括以下步骤，

1）氧化石墨烯浆液的制备：将氧化石墨烯超声分散于无水乙醇中，浓度为0.1-1mg/ml，加入Nafion，超声混合均匀，使氧化石墨烯与Nafion质量比为5:1-1:5；

2）氧化石墨烯层的制备：将制备好的氧化石墨烯浆液涂覆于质子交换膜的表面，使氧化石墨烯的载量为0.01-0.5mg/cm²，得质子交换膜-氧化石墨烯层；

3）CCM结构的阳极催化层的制备：于步骤2）所述质子交换膜-氧化石墨烯层表面制备阳极催化层，即得CCM结构的阳极催化层；

4）膜电极的制备：将上述阳极扩散层、CCM结构的阳极催化层、GDE结构的阴极在100-140℃下热压制得膜电极。

5.如权利要求4所述膜电极的制备方法，其特征在于：于步骤2）所述氧化石墨烯层表面喷涂Nafion层，得质子交换膜-氧化石墨烯-Nafion层。

6.如权利要求5所述膜电极的制备方法，其特征在于：采用真空热处理对所述质子交换膜-氧化石墨烯-Nafion层进行处理，所述真空热处理的温度为100-200℃。

7.如权利要求5所述膜电极的制备方法，其特征在于：采用浓度为0.5-5mg mL^-1NaBH₄水溶液对所述质子交换膜-氧化石墨烯-Nafion层进行浸渍处理，处理时间为0.5-2h。

8.如权利要求4所述膜电极的制备方法，其特征在于：所述石墨烯浆液的涂覆方法为喷涂法、刷涂法、刮涂法；所述阳极催化剂浆液的涂覆方法为喷涂法、刷涂法、刮涂法。

9.一种权利要求1、2或3所述膜电极的应用，其特征在于：所述膜电极可应用于直接醇类燃料电池中。