[发明专利]一种质子交换膜燃料电池核心组件的制作方法

摘要

本发明提供了一种质子交换膜燃料电池核心组件的制作方法，该方法特点是在具有质子传导能力的磺酸型阴离子聚合物的水溶液中化学还原催化剂的前驱体盐得到离子修饰的纳米催化剂颗粒，然后采用涂刷、喷墨打印或转印的方法将离子修饰的纳米催化剂颗粒转移到质子交换膜上；或将离子修饰的纳米催化剂与乙二醇充分混合，然后采用涂刷、转印的方法转移到质子交换膜上；或者先在质子交换膜表面静电自组装阳离子聚合物，然后将经阳离子聚合物处理的质子交换膜浸入到离子修饰的纳米催化剂的水分散液中自组装离子修饰的纳米催化剂。从而得到质子交换膜燃料电池用核心组件。由于组件中催化剂颗粒表面修饰了磺酸型阴离子聚合物，因此具有良好的质子传导能力。

主权项

1、一种质子交换膜燃料电池核心组件的制作方法，其特征在于制作步骤是：第1步：制备磺酸型阴离子聚合物修饰的纳米催化剂颗粒分散液：取磺酸型聚合物溶解于去离子水中，加入催化剂金属Pt或/和Pd或/和Ru的前驱体盐，加入沸点低于120℃的醇类还原剂充分混合，用NaOH调节pH值到7以上，在氮气保护下加热到70～95℃，回流混合溶液至催化剂金属的前驱体盐反应完毕，得到纳米催化剂颗粒表面修饰有磺酸型阴离子聚合物的分散液，其反应条件：磺酸型聚合物单体与催化剂前驱体离子的摩尔比为1∶0.5-15，混合溶液中水与醇的质量比为1∶0.7-10，所述的催化剂金属Pt的前驱体盐为H2PtCl6，催化剂金属Pd的前驱体盐是PdCl3，催化剂金属Ru的前驱体盐为RuCl3，合金催化剂是合金元素的前驱体盐按合金剂量比的混合物；第2步：将步骤1得到的表面修饰有磺酸型阴离子聚合物的纳米催化剂颗粒分散液提纯分离：分离出的纯净磺酸型阴离子聚合物修饰的纳米催化剂颗粒直接涂刷到质子交换膜上；或者采用乙二醇调节磺酸型阴离子聚合物修饰的纳米催化剂颗粒成墨水状，喷墨打印到质子交换膜上；或者采用乙二醇调节磺酸型阴离子聚合物修饰的纳米催化剂颗粒成墨水状，将墨水采用喷墨打印或涂刷的方法转移到聚四氟乙烯薄膜上，然后热压转移到质子交换膜上；或者先在质子交换膜表面自组装阳离子聚合物，然后将其浸入步骤1得到的磺酸型阴离子聚合物修饰的纳米催化剂颗粒分散液中24-48小时，得到质子交换膜燃料电池核心组件。