[发明专利]一种氢燃料电池膜电极的制备方法及氢燃料电池膜电极

权利要求书

1.一种氢燃料电池膜电极的制备方法，其特征在于，包括以下操作：

步骤一，将第一活性物质催化剂粉末和第一添加剂粉末混合后均匀平铺在质子交换膜的一面，均匀喷淋第一溶液，干燥固化；

步骤二，重复步骤一若干次，得到第一活性物质催化剂层；

步骤三，将第二活性物质催化剂粉末和第二添加剂粉末混合后均匀平铺在所述质子交换膜的相对一面，均匀喷淋第二溶液，干燥固化；

步骤四，重复步骤三若干次，得到第二活性物质催化剂层；

步骤五，在所述第一活性物质催化剂层和所述第二活性物质催化剂层的四周均贴合边框，并在所述第一活性物质催化剂层和所述第二活性物质催化剂层的表面覆盖碳纸，得到氢燃料电池膜电极；

其中，所述第一添加剂粉末包括聚四氟乙烯、草酸铵和氯化亚铁中的至少一种；所述第二添加剂粉末包括聚四氟乙烯、草酸铵和氯化亚铁中的至少一种；

所述第一溶液包括全氟磺酸树脂溶液、固化剂和第三添加剂；所述第二溶液包括全氟磺酸树脂溶液、固化剂和第三添加剂；所述第三添加剂包括乙醇、丙醇和乙二醇；

所述喷淋操作的喷淋速度为1～10μL/s；

在步骤二的重复步骤一操作中，所述第一活性物质催化剂粉末、所述第一添加剂粉末、所述第一溶液的配比与步骤一不同，第一溶液中全氟磺酸树脂的比例依次升高；在步骤四重复步骤三的操作中，所述第二活性物质催化剂粉末、所述第二添加剂粉末、所述第二溶液的配比与步骤三不同，第二溶液中全氟磺酸树脂的比例依次升高。

2.根据权利要求1所述的氢燃料电池膜电极的制备方法，其特征在于，所述第一活性物质催化剂粉末包括铂、铂/碳和合金中的至少一种；所述第二活性物质催化剂粉末包括铂、铂/碳和合金中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的氢燃料电池膜电极的制备方法，其特征在于，步骤一具体操作为，将所述第一活性物质催化剂粉末和所述第一添加剂粉末混合后均匀平铺在所述质子交换膜的一面，得到厚度为0 .5～5μm的第一粉末层，均匀喷淋所述第一溶液，干燥固化；步骤三具体操作为，将所述第二活性物质催化剂粉末和所述第二添加剂粉末混合后均匀平铺在所述质子交换膜的相对一面，得到厚度为0 .5～5μm的第二粉末层，均匀所述喷淋第二溶液，干燥固化。

4.根据权利要求1所述的氢燃料电池膜电极的制备方法，其特征在于，所述第一活性物质催化剂层为阴极催化剂层，第二活性物质催化剂层为阳极催化剂层；或，所述第一活性物质催化剂层为阳极催化剂层，所述第二活性物质催化剂层为阴极催化剂层。

5.根据权利要求1所述的氢燃料电池膜电极的制备方法，其特征在于，所述碳纸经过多孔处理和疏水处理。

6.一种由权利要求1～5任意一项所述的氢燃料电池膜电极的制备方法制得的氢燃料电池膜电极，其特征在于，所述氢燃料电池膜电极包括质子交换膜、分布于所述质子交换膜两侧的第一活性物质催化剂层和第二活性物质催化剂层、贴合在所述第一活性物质催化剂层和所述第二活性物质催化剂层四周的边框，以及覆盖在所述第一活性物质催化剂层和所述第二活性物质催化剂层表面的碳纸。

7.一种氢燃料电池，其特征在于，包括如权利要求6所述的氢燃料电池膜电极。