[发明专利]一种磺化聚芳醚酮作为粘结剂在质子交换膜燃料电池的膜电极中的应用、膜电极及制备方法

权利要求书

1.一种磺化聚芳醚酮作为粘结剂在质子交换膜燃料电池的膜电极中的应用，所述磺化聚芳醚酮的单体单元为第一单体单元和第二单体单元，所述第一单体单元具有式I所示结构：

所述第二单体单元具有式II所示结构：

所述第一单体单元和第二单体单元的摩尔比≥1。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述磺化聚芳醚酮的磺化度为0.5～1.5。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述磺化聚芳醚酮的重均分子量为40000～140000g/mol。

4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述磺化聚芳醚酮在25℃时的质子传导率≥50mS/cm。

5.根据权利要求1～4任一项所述的应用，其特征在于，所述质子交换膜燃料电池包括直接甲醇燃料电池或氢空燃料电池。

6.根据权利要求1～4任一项所述的应用，其特征在于，所述磺化聚芳醚酮位于膜电极的催化剂层。

7.一种膜电极，包括质子交换膜、质子交换膜两侧的第一催化剂层和第二催化剂层，以及所述第一催化剂层外侧的第一气体扩散层和所述第二催化剂层外侧的第二气体扩散层，其特征在于，所述第一催化剂层和第二催化剂层中的粘结剂为磺化聚芳醚酮，所述磺化聚芳醚酮的单体单元为第一单体单元和第二单体单元，所述第一单体单元具有式I所示结构：

所述第二单体单元具有式II所示结构：

所述第一单体单元和第二单体单元的摩尔比≥1。

8.权利要求7所述膜电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将磺化聚芳醚酮溶液和催化剂混合，得到催化剂浆料，所述磺化聚芳醚酮溶液中的溶剂为低沸点溶剂，所述低沸点溶剂的沸点低于100℃；

将所述催化剂浆料涂覆在质子交换膜两侧，去除磺化聚芳醚酮溶液中的溶剂，在所述质子交换膜两侧形成第一催化剂层和第二催化剂层，得到初级膜电极；

在所述初级膜电极的两侧分别复合第一气体扩散层和第二气体扩散层，得到所述膜电极。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述低沸点溶剂为异丙醇水溶液，所述异丙醇水溶液中异丙醇和水的质量比为(1～2)：1；所述磺化聚芳醚酮溶液的浓度为3～5wt.％。

10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂浆料中磺化聚芳醚酮和催化剂的质量比为2：(6～15)。