[发明专利]一种气体扩散电极及其制备和应用

摘要

一种气体扩散电极，包括气体扩散层和催化层，催化层由导电高分子纳米棒及其上附着的催化剂构成；催化层中的导电高分子纳米棒原位垂直生长于所述微孔层的碳粉颗粒表面，微观上形成海胆状结构；催化剂附着于导电高分子纳米棒表面。气体扩散电极的制备包括：(a)气体扩散层的制备；(b)导电高分子纳米棒的制备；(c)催化层的制备。与现有技术相比，本发明所述气体扩散电极在提高了催化剂的分散效果和利用率的同时形成了一定的网络结构，相比于完全垂直基底层的阵列有序化结构，增加了气体分子与催化剂的碰撞频率，藉此组装的MEA在相同催化剂载量时电池性能得到提高。制备方法简单且易于实施，适合批量生产，批量制得的气体扩散电极具有较好的一致性。

主权项

1.一种气体扩散电极的制备方法，包括气体扩散层和催化层，其特征在于：所述气体扩散层由支撑层和微孔层组成，所述催化层由导电高分子纳米棒及其上附着的催化剂构成；所述微孔层包括碳粉和粘结剂；所述催化层中的导电高分子纳米棒原位垂直生长于所述微孔层的碳粉颗粒表面，微观上形成海胆状结构；所述催化剂附着于导电高分子纳米棒表面；包括以下制备步骤，（a）气体扩散层的制备将Vulcan XC‑72 碳粉、乙炔黑碳粉、BP2000碳粉中的一种或两种以上与PTFE 和/或Nafion混合后通过刮涂、刷涂、喷涂或丝网印刷的方法制备至碳纸或碳布表面；（b）导电高分子纳米棒的制备气体扩散层的微孔层表面置于苯胺或苯胺衍生物、吡咯或吡咯衍生物、噻吩或噻吩衍生物中的一种或二种以上的溶液中进行化学聚合反应，于气体扩散层的微孔层表面原位化学聚合得到导电高分子纳米棒；（c）催化层的制备以（b）中导电高分子纳米棒为基底，在其上原位分散催化剂。