1.本发明涉及一种新型酸性燃料电池复合膜的配方与工艺。
背景技术：
2.质子交换膜燃料电池是一种低温酸性电解质燃料电池,主要由电池复合膜和双极板等部件组成。目前，质子交换膜燃料电池的产业化进程仍然面临着成本高、寿命短等问题。因此,优化电池复合膜的制备方法，改善电池复合膜的结构，提升燃料电池的性能，成为燃料电池的研究重点之一。
技术实现要素：
3.本发明的目的是为了解决以上现有技术的不足，提供一种新型酸性燃料电池复合膜的配方与工艺。
4.一种新型酸性燃料电池复合膜的配方与工艺，包括中间的质子交换膜，质子交换膜的两侧均设有催化层，质子交换膜两侧的催化层的外侧均设有气体扩散层，所述的质子交换膜包括一块厚度≤1mm的陶瓷薄膜，陶瓷薄膜上设有若干个有序排列的微孔，微孔内填充有高导电率的电解质，所述的气体扩散层的材料为碳纤维纸、碳纤维编织布、非织造布或炭黑纸，所述的催化层的浆料为催化剂、聚四氟乙烯溶液、醇类和水的混合物。
5.作为进一步改进，所述的陶瓷薄膜由一块厚度≤1mm的金属薄膜通过电化学方法氧化形成。
6.一种新型酸性燃料电池复合膜的工艺，包括以下步骤：
7.(1)在厚度≤1mm的金属薄膜上制备有序排列的微孔，通过电化学方法将金属薄膜氧化成厚度≤1mm的陶瓷薄膜，再在微孔内填充高导电率的电解质，形成质子交换膜；
8.(2)将适量的催化层的浆料通过刮刀均匀分散到网格中，再将网格覆盖到转印基质的表面并施加推力，使浆料均匀涂敷到转印基质上；
9.(3)加热烘干催化层浆料，使催化层浆料内的溶剂蒸发排出形成催化层；
10.(4)将带有催化层的转印基质与质子交换膜热压，使催化层从转印基质上转移到质子交换膜上；
11.(5)通过热压或粘接的手段将气体扩散层与带有催化层的质子交换膜复合到一起，完成电池复合膜的制备。
12.有益效果：
13.本发明设计巧妙，质子交换膜不需要接触溶剂，可以有效避免质子交换膜“溶胀”问题，提高膜电极的尺寸精度和工艺稳定性，有利于膜电极大批量稳定生产。
具体实施方式
14.为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
15.一种新型酸性燃料电池复合膜的配方与工艺，包括中间的质子交换膜，质子交换膜的两侧均设有催化层，质子交换膜两侧的催化层的外侧均设有气体扩散层，所述的质子交换膜包括一块厚度≤1mm的陶瓷薄膜，陶瓷薄膜上设有若干个有序排列的微孔，微孔内填充有高导电率的电解质，所述的气体扩散层的材料为碳纤维纸、碳纤维编织布、非织造布或炭黑纸，所述的催化层的浆料为催化剂、聚四氟乙烯溶液、醇类和水的混合物。
16.其中，所述的陶瓷薄膜由一块厚度≤1mm的金属薄膜通过电化学方法氧化形成。
17.一种新型酸性燃料电池复合膜的工艺，包括以下步骤：
18.(1)在厚度≤1mm的金属薄膜上制备有序排列的微孔，通过电化学方法将金属薄膜氧化成厚度≤1mm的陶瓷薄膜，再在微孔内填充高导电率的电解质，形成质子交换膜；
19.(2)将适量的催化层的浆料通过刮刀均匀分散到网格中，再将网格覆盖到转印基质的表面并施加推力，使浆料均匀涂敷到转印基质上；
20.(3)加热烘干催化层浆料，使催化层浆料内的溶剂蒸发排出形成催化层；
21.(4)将带有催化层的转印基质与质子交换膜热压，使催化层从转印基质上转移到质子交换膜上；
22.(5)通过热压或粘接的手段将气体扩散层与带有催化层的质子交换膜复合到一起，完成电池复合膜的制备。
23.质子交换膜不需要接触溶剂，可以有效避免质子交换膜“溶胀”问题，提高膜电极的尺寸精度和工艺稳定性，有利于膜电极大批量稳定生产。
24.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种新型酸性燃料电池复合膜的配方，其特征在于，包括中间的质子交换膜，质子交换膜的两侧均设有催化层，质子交换膜两侧的催化层的外侧均设有气体扩散层，所述的质子交换膜包括一块厚度≤1mm的陶瓷薄膜，陶瓷薄膜上设有若干个有序排列的微孔，微孔内填充有高导电率的电解质，所述的气体扩散层的材料为碳纤维纸、碳纤维编织布、非织造布或炭黑纸，所述的催化层的浆料为催化剂、聚四氟乙烯溶液、醇类和水的混合物。2.根据权利要求1所述的一种新型酸性燃料电池复合膜的配方，其特征在于，所述的陶瓷薄膜由一块厚度≤1mm的金属薄膜通过电化学方法氧化形成；一种新型酸性燃料电池复合膜的工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)在厚度≤1mm的金属薄膜上制备有序排列的微孔，通过电化学方法将金属薄膜氧化成厚度≤1mm的陶瓷薄膜，再在微孔内填充高导电率的电解质，形成质子交换膜；(2)将适量的催化层的浆料通过刮刀均匀分散到网格中，再将网格覆盖到转印基质的表面并施加推力，使浆料均匀涂敷到转印基质上；(3)加热烘干催化层浆料，使催化层浆料内的溶剂蒸发排出形成催化层；(4)将带有催化层的转印基质与质子交换膜热压，使催化层从转印基质上转移到质子交换膜上；(5)通过热压或粘接的手段将气体扩散层与带有催化层的质子交换膜复合到一起，完成电池复合膜的制备。
技术总结
本发明公开了一种新型酸性燃料电池复合膜的配方与工艺，包括中间的质子交换膜，质子交换膜的两侧均设有催化层，质子交换膜两侧的催化层的外侧均设有气体扩散层，所述的质子交换膜包括一块厚度≤1mm的陶瓷薄膜，陶瓷薄膜上设有若干个有序排列的微孔，微孔内填充有高导电率的电解质，所述的气体扩散层的材料为碳纤维纸、碳纤维编织布、非织造布或炭黑纸，所述的催化层的浆料为催化剂、聚四氟乙烯溶液、醇类和水的混合物。类和水的混合物。
技术研发人员：庄小东 刘剑 刘刚
受保护的技术使用者：镇江春环密封件集团有限公司
技术研发日：2021.11.29
技术公布日：2022/3/18
再多了解一些
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