质子交换膜燃料电池膜电极制备方法及部分改进策略

摘要：

燃料电池被认为是21世纪最具有发展前景的能量转换装置，可应用于汽车、电站及家庭用电等领域。膜电极（membrane electrode assembly，MEA）是燃料电池电化学反应发生的主要场所，它的材料、结构、组成和制备方法等因素对燃料电池的性能有着直接的影响。膜电极制备方法可以分为催化剂制备到基体上（catalyst-coated substrate，CCS）和催化剂制备到膜上（catalyst-coated membrane，CCM）法两类。本文首先简单地介绍了 CCS 和 CCM法中都用到的溅射法、喷涂法和转印法，再从膜电极制备方法中存在的问题出发，总结了部分有关改善 MEA 性能的策略，包括 Nafion 含量的优化、质子交换膜的改进、热压条件的优化和催化剂层的改进。在催化剂层的改进部分，分别从梯度结构、纳米结构薄膜（nano-structured thin film，NSTF）催化剂、碳纸上原位生长碳纳米管、碳纳米管/碳纳米纤维复合网状物和活性金属沉积方法这几个方面来进行阐述。

关键词：膜电极组件、巴克纸、催化剂、膜电极性能、Pt利用率

分类号：O646.54(物理化学（理论化学）、化学物理学)

资助基金：国家自然科学基金21006073;上海青年科技启明星计划11QA1407200;中央高校基本科研业务费专项资金1700219105项目。

在线出版日期：2013-09-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：2077-2084