[发明专利]一种质子交换膜燃料电池膜电极及其制备方法在审
| 申请号： | 201811036125.4 | 申请日： | 2018-09-05 |
| 公开（公告）号： | CN110880604A | 公开（公告）日： | 2020-03-13 |
| 发明（设计）人： | 李目武;李剑铮;洪绍景 | 申请（专利权）人： | 广州汽车集团股份有限公司 |
| 主分类号： | H01M4/86 | 分类号： | H01M4/86;H01M4/88;H01M8/1004 |
| 代理公司： | 广州三环专利商标代理有限公司 44202 | 代理人： | 麦小婵;郝传鑫 |
| 地址： | 510030 广东省广州市越*** | 国省代码： | 广东;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 质子 交换 燃料电池 电极 及其 制备 方法 | ||
1.一种质子交换膜燃料电池膜电极，包括质子交换膜，所述质子交换膜的一面上设有阳极催化层，所述质子交换膜的另一面上设有阴极催化层，其特征在于，
所述阴极催化层包括朝远离所述质子交换膜方向依次层叠设置的阴极内催化层、阴极中间催化层和阴极外催化层；所述阴极内催化层、所述阴极中间催化层和所述阴极外催化层均含有铂/碳催化剂，其中，所述阴极内催化层、所述阴极中间催化层和所述阴极外催化层中铂/碳催化剂的铂载量相等，且所述阴极中间催化层含有的铂/碳催化剂的碳含量高于所述阴极内催化层含有的铂/碳催化剂的碳含量，所述阴极外催化层含有的铂/碳催化剂的碳含量高于所述阴极中间催化层含有的铂/碳催化剂的碳含量。
2.如权利要求1所述的质子交换膜燃料电池膜电极，其特征在于，所述阴极内催化层含有的铂/碳催化剂的铂含量的质量分数为55％－65％，所述阴极中间催化层含有的铂/碳催化剂的铂含量的质量分数为35％－45％，所述阴极外催化层含有的铂/碳催化剂的铂含量的质量分数为15％－25％。
3.如权利要求1或2所述的质子交换膜燃料电池膜电极，其特征在于，所述阴极内催化层、所述阴极中间催化层和所述阴极外催化层的铂载量均为0.1－0.2mg/cm2。
4.如权利要求1或2所述的质子交换膜燃料电池膜电极，其特征在于，所述阳极催化层含有铂/碳催化剂，且所述阳极催化层含有的铂/碳催化剂的铂含量的质量分数为35％－45％。
5.如权利要求4所述的质子交换膜燃料电池膜电极，其特征在于，所述阳极催化层的铂载量为0.1－0.2mg/cm2。
6.一种质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法，其特征在于，包括：
分别配制第一催化剂溶液、第二催化剂溶液和第三催化剂溶液；其中，所述第一催化剂溶液、所述第二催化剂溶液和所述第三催化剂溶液均含有铂/碳催化剂，其中，第一催化剂溶液、所述第二催化剂溶液和所述第三催化剂溶液中铂/碳催化剂的铂载量相等，且所述第二催化剂溶液含有的铂/碳催化剂的碳含量高于所述第一催化剂溶液含有的铂/碳催化剂的碳含量，所述第三催化剂溶液含有的铂/碳催化剂的碳含量高于所述第二催化剂溶液含有的铂/碳催化剂的碳含量；
将配制出的所述第一催化剂溶液、所述第二催化剂溶液和所述第三催化剂溶液依次喷涂在预处理后的质子交换膜的一面上，分别对应涂覆出阴极内催化层、阴极中间催化层和阴极外催化层，形成阴极催化层；
在预处理后的质子交换膜的另一面涂覆催化剂，形成阳极催化层；
在形成所述阴极催化层和所述阳极催化层后，制备出所述质子交换膜燃料电池膜电极。
7.如权利要求6所述的质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法，其特征在于，所述第一催化剂溶液含有的铂/碳催化剂的铂含量的质量分数为55％－65％，所述第二催化剂溶液含有的铂/碳催化剂的铂含量的质量分数为35％－45％，所述第三催化剂溶液含有的铂/碳催化剂的铂含量的质量分数为15％－25％。
8.如权利要求6或7所述的质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法，其特征在于，所述第一催化剂溶液、所述第二催化剂溶液和所述第三催化剂溶液中铂/碳催化剂的铂载量均为0.1－0.2mg/cm2。
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