CCS可再生燃料电池的电极制备+文献综述(5)
1.5.2.2 CCM膜电极制备
CCM（Catalyst Coated on Membrane)膜电极制备时直接将催化剂热转移到质子交换膜（PEM)上，实现催化层和质子交换膜（PEM)的一体化，解决了膜电极（MEA)扩散层的腐蚀和分层的问题；同时，采用耐腐蚀和导电性好的多孔烧结金属材料作为膜电极的氧极扩散层和支撑组件，提高流体的均匀分布性能和MEA的循环寿命和稳定性。
1.5.2.3 薄催化层电极制备
利用转移印刷技术将催化层转移到质子交换膜上支持薄催化层，从而大大降低催化剂用量，氢电极催化剂为Pt黑（0.4mg/cm2),氧电极催化剂为50%Pt+50% IrO2 (Pt/IrO2各为0.2mg/cm2)，催化层厚度为5μm。
薄催化层电极虽然制备工艺比传统的气体扩散层(单层) 电极制备要复杂,但能够降低再生燃料电池电极贵金属负载量,是一比较有前途的发展方向。
1.5.2.4 复合催化层电极制备
将氧(氢) 双效电极设计成双层催化层,靠近质子交换膜的Pt/IrO2催化层亲水有利于电解,靠近扩散层的催化层疏水有利于发挥燃料电池性能,其中Pt/40%/60% IrO2 双层氧电极综合性能最好, 电流密度500mA/cm2 时, 电解池电压为1.587V ,燃料电池电压为0.723V ;与此对比,传统单层40%Pt/60%IrO2氧电极,电流密度500mA/cm2时,电解池电压为1.671V ,燃料电池电压为0.714V。利用转移印刷技术在质子交换膜上制备5μm的薄膜催化层,另一层为催化扩散层,利用此复合电极制备的再生燃料电池循环性能得到了提高。
复合催化层电极能够较好解决电极的亲水和疏水要求,有利于发挥电极双效性能,降低催化剂负载量和提高再生燃料电池性能,但与单层电极相比,制备方法较复杂,工序较多。
2 立题依据及意义
经过各种文献查阅以及实验条件的允许，发现传统的气体扩散层制备方法以其制备工艺简单方便、能够直接投入到大批量生产的优点更加受到关注和广泛使用。本文采用传统的气体扩散层电极制备的方法（CCS)制备可再生燃料电池的电极，研究电极催化剂质量比(Pt、Pt/C、Pt/IrO2)、氧极扩散层中的发孔剂对于可再生燃料电池的性能影响以及氧电极扩散层耐腐蚀性能。对于所得的电极检测，观察其性能，得到电极最佳的催化剂质量比、发孔剂用量和氧电极扩散层。