聚合物电解质膜燃料电池薄电极制备技术的研究.pdf

第 6 卷 　第 1 期 电化学 Vol. 6 　No. 1 2000 年 2 月 EL ECTROCHEMISTR Y Feb. 2000 ( ) ·研究简报· 文章编号 : 1006-3471 2000 01-0108-04 聚合物电解质膜燃料电池薄电极 制备技术的研究 杨永胜 ,刘晶华 ,刘长鹏 ,孙公权 ,李长志 ,陆天虹 ( 中国科学院长春应用化学研究所 　吉林长春 　130022) ( ) 摘要 : 　为降低聚合物电解质膜燃料电池 PEMFC 电极中铂的载量,本文建立一种新的薄电极制 ( ) 备技术 TEFT ,制备了表面平滑、颗粒分布均匀的低铂载量电极. 结果表明当电极的铂载量为 1 mg/ cm2 ,用 Nafion 117 膜作电解质时 , 电池的最大功率密度达0 30 W ·cm - 2 . 系统地考察了阴极中 不同 PTFE 和 Nafion 含量对 PEMFC 性能的影响. 关键词 : 　聚合物电解质膜燃料电池 , 电催化剂, 电极结构,薄电极制备 TM 991. 4 　　　　　　　　　 A 中国分类号: 文献标识码 : ( ) 聚合物电解质膜燃料电池 PEMFC 由于具有能量转换效率高、环境污染少、系统的规模 可大可小、工作温度低、启动速度快等特点 ,其应用前景十分广阔. 然而 , 由于金属铂的价格昂 贵、资源有限[1 ] ,PEMFC 的实际应用受到了一定的限制. 降低电极的铂载量、提高铂的利用率 ( ) [2 ] ( ) 是一个亟等解决的重要课题. 近年来 , 人们先后建立了涂膏 Pasting 法 、浇铸 Casting [3 ] ( ) [4 ] ( ) 法 、溅射 Sputtering 沉积法 等制备电极和膜/ 电极集合体 MEA ,取得了一定的成效. 本 ( ) 文采用新的薄电极制备技术 TEFT 制备了低铂载量电极 ,考察了阴极中不同聚四氟乙烯 ( ) PTFE 和 Nafion 含量对 PEMFC 性能的影响. 1 　实验 11 　薄电极的制备 将一定量的 Pt/ C 催化剂、PTFE 乳液和二次蒸馏水加入烧杯中 ,置于超声波清洗池内 ,使 ( ) ( μ ) Pt/ C 催化剂与 PTFE 乳液充分混合后 ,用聚碳酸酯 polycarbonate 过滤膜 孔径约 1 m 将水 滤出 ,然后把粘性混合物均匀转移到碳纸上 ,在 100 ℃下真空干燥. 最后在 350～360 ℃及氩气 保护下热处理 2 h. 12 　M EA