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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及燃料电池,尤其是涉及一种膜电极催化剂浆料的脱泡方法及其制得的浆料和膜电极催化层。
技术介绍
1、膜电极由质子交换膜,阴阳极催化层和阴阳极气体扩散层组成,其中催化层的设计直接关系到膜电极的电化学催化性能。催化层由碳载铂催化剂,聚合物粘合剂以及溶剂配制而成,不同的浆料配方和制备工艺对催化层的性能具有非常大的影响。
2、由于浆料中的催化剂和聚合物粘结剂不易充分混合和分散均匀,进而时常导致裂缝的产生,同时由于聚合物粘结剂、溶剂等材料中本身存在气泡,另外在混合和制备过程中也可能产生气泡,气泡的存在也会使得浆料在涂布过程中产生针孔、裂缝等涂层缺陷问题。
3、因此,研究开发出一种膜电极催化剂浆料的脱泡方法,使最终得到的膜电极催化剂浆料即具有较好的消泡效果,又能够有效避免聚集沉降的问题,变得十分必要和迫切。
4、有鉴于此,特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的第一目的在于提供一种膜电极催化剂浆料的脱泡方法,所述方法将膜电极催化剂浆料依次进行初步脱泡和深度脱泡,得到脱泡后的膜电极催化剂浆料;上述脱泡方法不但可以减少脱泡时间提高脱泡效果,还能够有效避免长时间低速引起的聚集沉降的问题。
2、本专利技术的第二目的在于提供一种膜电极催化剂浆料,所述膜电极催化剂浆料主要由上述膜电极催化剂浆料的脱泡方法制备得到。
3、本专利技术的第三目的在于提供一种膜电极催化层,所述膜电极催化层主要由上述膜电极催化剂浆料涂布得到。
5、为了实现本专利技术的上述目的,特采用以下技术方案:
6、本专利技术提供的一种膜电极催化剂浆料的脱泡方法,所述方法包括以下步骤:
7、提供膜电极催化剂浆料,随后将膜电极催化剂浆料依次进行初步脱泡和深度脱泡,得到脱泡后的膜电极催化剂浆料;
8、所述初步脱泡和深度脱泡均为搅拌脱泡,所述初步脱泡的搅拌转数为深度脱泡搅拌转数的2~5倍。
9、进一步的,所述初步脱泡的搅拌转数为1000~1200rmp/min,时间为60~65min;
10、优选地,所述初步脱泡的搅拌转数为1000rmp/min,时间为60min。
11、进一步的,所述深度脱泡的搅拌转数为250~350rmp/min,时间为120~130min;
12、优选地,所述深度脱泡的搅拌转数为300rmp/min,时间为120min。
13、进一步的,所述初步脱泡的搅拌转数为深度脱泡搅拌转数的3.33倍;
14、所述初步脱泡的搅拌转数为1000rmp/min,时间为60min;
15、所述深度脱泡的搅拌转数为300rmp/min,时间为120min。
16、进一步的,所述膜电极催化剂浆料主要由以下方法制得:
17、将催化剂溶解于水中,得到催化剂溶液;随后依次加入醇、聚合物粘结剂混匀,得到膜电极催化剂浆料。
18、进一步的,所述醇包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇以及结构同分异构体和立体异构体中的至少一种;
19、所述聚合物粘结剂包括聚四氟乙烯、全氟磺酸树脂、聚偏二氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮和甲基纤维素的至少一种。
20、进一步的,所述混匀为在75~85mpa压力下分散混匀。
21、本专利技术提供的一种膜电极催化剂浆料,所述膜电极催化剂浆料主要由上述膜电极催化剂浆料的脱泡方法制备得到。
22、本专利技术提供的一种膜电极催化层,所述膜电极催化层主要由上述膜电极催化剂浆料涂布得到;
23、所述膜电极催化层的湿膜厚度为10~150μm,优选为130~150μm。
24、本专利技术提供的一种上述膜电极催化剂浆料或膜电极催化层在制备燃料电池中的应用。
25、与现有技术相比,本专利技术的有益效果为:
26、本申请提供了一种膜电极催化剂浆料的脱泡方法,所述方法将膜电极催化剂浆料依次进行初步脱泡和深度脱泡,得到脱泡后的膜电极催化剂浆料;所述初步脱泡和深度脱泡均为搅拌脱泡,所述初步脱泡的搅拌转数为深度脱泡搅拌转数的2~5倍。因此,上述脱泡方法中初步脱泡为高速消泡,可以达到初步消泡效果,并能有效防止聚集沉降;深度脱泡的搅拌转数低于初步脱泡2~5倍,是低速消泡。由于已经进行了初步消泡,可以大大缩短深度脱泡的消泡时间,从而减少长时间低速引起的聚集沉降的问题,最终提高了产品的合格率。
27、本申请提供的膜电极催化剂浆料,所述膜电极催化剂浆料主要由上述膜电极催化剂浆料的脱泡方法制备得到,具有消泡效果佳,同时避免聚集沉降的效果。
28、本专利技术提供的一种膜电极催化层,所述膜电极催化层主要由上述膜电5极催化剂浆料涂布得到。
29、本申请提供的上述膜电极催化剂浆料或膜电极催化层可以广泛应用于燃料电池的制备过程中。
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1.一种膜电极催化剂浆料的脱泡方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述膜电极催化剂浆料的脱泡方法,其特征在于,所述初步脱泡的搅拌转数为1000~1200rmp/min,时间为60~65min;
3.根据权利要求1所述膜电极催化剂浆料的脱泡方法,其特征在于,所述深度脱泡的搅拌转数为250~350rmp/min,时间为120~130min;
4.根据权利要求1所述膜电极催化剂浆料的脱泡方法,其特征在于,所述初步脱泡的搅拌转数为深度脱泡搅拌转数的3.33倍;
5.根据权利要求1所述膜电极催化剂浆料的脱泡方法,其特征在于,所述膜电极催化剂浆料主要由以下方法制得:
6.根据权利要求5所述膜电极催化剂浆料的脱泡方法,其特征在于,所述醇包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇以及结构同分异构体和立体异构体中的至少一种;
7.根据权利要求5所述膜电极催化剂浆料的脱泡方法,其特征在于,所述混匀为在75~85Mpa压力下分散混匀。
8.一种膜电极催化剂浆料,其特征在于,所述膜电极催化剂浆料主要由
9.一种膜电极催化层,其特征在于,所述膜电极催化层主要由权利要求8所述膜电极催化剂浆料涂布得到。
10.一种权利要求8所述的膜电极催化剂浆料或权利要求9所述的膜电极催化层在制备燃料电池中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种膜电极催化剂浆料的脱泡方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述膜电极催化剂浆料的脱泡方法,其特征在于,所述初步脱泡的搅拌转数为1000~1200rmp/min,时间为60~65min;
3.根据权利要求1所述膜电极催化剂浆料的脱泡方法,其特征在于,所述深度脱泡的搅拌转数为250~350rmp/min,时间为120~130min;
4.根据权利要求1所述膜电极催化剂浆料的脱泡方法,其特征在于,所述初步脱泡的搅拌转数为深度脱泡搅拌转数的3.33倍;
5.根据权利要求1所述膜电极催化剂浆料的脱泡方法,其特征在于,所述膜电极催化剂浆料主要由以下方法制得:
【专利技术属性】
技术研发人员:北条竹雅,吴欣欣,晁威,龚正伟,陈雪松,
申请(专利权)人:未势能源科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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