氢能专利库

本发明提出了一种电解水制备过氧化氢的电极组件和装置，所述电极组件包括改性阴极和改性阳极；其中，所述改性阴极包括阴极电极本体和负载在阴极电极本体上的疏水聚合物层，所述改性阳极包括阳极电极本体、负载在阳极电极本体上的多孔金属氧化物层和负载在多孔金属氧化物层上的电催化活性剂层。本发明一方面通过疏水聚合物改性阴极电极本体，使电极具有优异的氧气吸附传质效率，另一方面通过多孔金属氧化物、导电聚苯胺和电催化活性材料改性阳极电极本体，使电极表面形成促进微纳米气泡产生的反应界面，最终通过这种阴阳电极的双向优化，不仅解决了现有技术中氧气利用率低和消毒效率不足的问题，还拓展了消毒技术在不同水质条件下的应用范围。

本发明公开一种电解水用膜电极的制备方法，该制备方法包括以下步骤：在一转印基底的上表面设置第一载体层；在另一转印基底的上表面设置第二载体层；将第一载体层上阴极催化层；在第二载体层上设置阳极催化层；将阳极催化层和阴极催化层分别置于质子交换膜的两侧，进行热压处理，得到复合膜；将复合膜置于溶剂中，以将第一载体层和第二载体层溶解于溶剂中，得到电解水用膜电极；其中，第一载体层的材质包括高分子聚合物，第二载体层的材质包括高分子聚合物。本发明提供的制备方法制得的电解水用膜电极的性能好、使用寿命长，且质量稳定，成品率高，适合大规模生产。

本发明公开一种电解水用膜电极的制备方法，包括以下步骤：S10、将质子交换膜用表面活性剂溶液进行处理，得到改性后的质子交换膜；S20、在改性后的质子交换膜的一侧设置阳极催化层，另一侧设置阴极催化层，得到膜电极；表面活性剂溶液包括阳离子表面活性剂和溶剂。本发明通过对质子交换膜进行改性处理，增强了质子交换膜的碳链骨架刚性，如此，质子交换膜在催化剂浆料中水或低级醇的作用下溶胀变形的程度减小，从而提高了催化层的负载均匀性；同时，通过改性处理还增强了质子交换膜与催化层之间的作用力，有效防止膜电极在后续干燥过程中催化层开裂。因此，本发明提供的制备方法制得的膜电极的催化层负载均匀、不易开裂，质量稳定。

本发明公开一种气体扩散电极及其制备方法、以及燃料电池，气体扩散电极包括基底层和微孔层，微孔层的材质包括碳材料和疏水聚合物，微孔层包括第一微孔层和第二微孔层，第一微孔层位于第二微孔层和基底层之间，第一微孔层中，疏水聚合物的质量为碳材料质量的40～60％；第二微孔层中，疏水聚合物的质量为碳材料质量的20～35％。通过对第一微孔层和第二微孔层中的疏水聚合物的含量的设计，在微孔层中构建了合理的疏水聚合物含量梯度，使气体扩散电极在维持良好的导电性的同时，排水能力好，将其应用于燃料电池时，能将燃料电池反应中生成的水分更迅速的从微孔层中排出，从而防止水淹现象的发生，进而提高了燃料电池的性能、增加了其使用寿命。