[发明专利]聚合物电解质燃料电池中的电极的制造方法和电极

说明书

本发明涉及一种用于燃料电池的聚合物电解质电极的制造方法以及由该方法制造的电极，该方法可以通过使两种类型的阳离子交换树脂顺序地与催化剂接触，使催化剂粉末化并且将具有包括核和两层或更多层壳的多层结构的催化剂结合到用于燃料电池的电极中来提高用于燃料电池的电极的性能和将物质转移到电极中的能力。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年11月2日提交的申请号为10-2017-0145187的韩国专利申请的优先权，其通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及燃料电池，并且特别地，涉及一种聚合物电解质燃料电池中的电极的制造方法和使用该方法的电极。

背景技术

传统上，为了制作用于燃料电池的电极，使用阳离子交换树脂、催化剂和溶剂来制备催化剂浆料。然而，由于使用一种类型的阳离子交换树脂，在燃料电池的操作期间，根据温度条件和湿度条件，阳离子交换树脂无法持续均匀地接触催化剂，并且对物质输送的阻力不利地增大。

在该方面，公开号为2007-9718、2008-31828和2012-135691的韩国专利公开了使用具有包括核和壳的多层结构的导电纳米颗粒制造电极的方法。然而，不利的是，这样的方法不能使阳离子交换树脂持续均匀地接触催化剂并且将物质转移到电极中的功能被恶化。

因此，仍然需要开发可以提高燃料电池的性能并且提高进入电极中的物质转移的功能的用于燃料电池的电极的制造方法以及通过该方法制造的电极。

由于在本背景技术部分中公开的以上信息仅用于增强对本发明的背景技术的理解，因此其可以包含不形成本领域普通技术人员已经知晓的现有技术的信息。

发明内容

在一个实施例中，用于燃料电池的聚合物电解质电极的制造方法包括通过混合第一阳离子交换树脂、金属催化剂和溶剂形成第一混合物。方法进一步包括使第一混合物粉末化以制备包括涂覆有第一阳离子交换树脂的金属催化剂的第一催化剂粉末。方法进一步包括通过混合第一催化剂粉末、第二阳离子交换树脂和溶剂形成第二混合物。方法进一步包括将第二混合物粉末化以制备具有核和两层或更多层壳并且涂覆有第二阳离子交换树脂的催化剂粉末。方法进一步包括将具有核和两层或更多层壳的催化剂粉末与溶剂混合以制备催化剂浆料。方法进一步包括涂覆催化剂浆料以制备电极。

在另一实施例中，用于燃料电池的聚合物电解质电极的制造方法包括提供包括第一阳离子交换树脂、金属催化剂和溶剂的混合物的第一混合物。金属催化剂涂覆有第一阳离子交换树脂以制备第一催化剂粉末。提供包括第一催化剂粉末、第二阳离子交换树脂和溶剂的混合物的第二混合物。第二混合物被粉末化以制备具有核和两层或更多层壳并且涂覆有第二阳离子交换树脂的第二催化剂粉末。第二阳离子交换树脂的当量小于第一阳离子交换树脂的当量。将第二催化剂粉末与溶剂混合以制备催化剂浆料。催化剂浆料被用于制备电极。

并且，在另一方面中，本发明提供一种由以上方法制造的用于燃料电池的聚合物电解质电极。

下面讨论本发明的其它方面和优选实施例。

附图说明

现在将参照附图中所示的某些示例性实施例来详细描述本发明的以上和其它特征，附图在下文中仅以说明的方式给出并且因此不限制本发明，并且其中：

图1是说明根据本发明的用于燃料电池的聚合物电解质电极的制造工艺的流程图；以及

图2示出使用根据本发明的示例和比较示例制造的电极的测试示例的单电池性能。

具体实施方式

本发明致力于解决与现有技术相关的上述问题。