專利名稱：一種用于制備催化劑涂層膜的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種用于制備催化劑涂層膜的裝置以及使用該裝置的制 備催化劑涂層膜的方法。
背景技術(shù)：
質(zhì)子交換膜燃料電池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell, PEMFC)是一種將燃料和氧化性氣體的化學(xué)能通過電化學(xué)反應(yīng)直接轉(zhuǎn)化為電能的反應(yīng) 裝置。其具有工作溫度低、能量轉(zhuǎn)換效率高、結(jié)構(gòu)簡單，噪音低，燃料來源 豐富，無環(huán)境污染等優(yōu)點，具有廣泛的應(yīng)用前景，可用于小型便攜式電源、 家庭小型電站，電動汽車、潛艇等的動力電源。膜電極是質(zhì)子交換膜燃料電池的核心部件，如圖1所示，膜電極由陽極 擴散層A、陽極催化層B、質(zhì)子交換膜C、陰極催化層D和陰極擴散層E組 成。膜電極是電化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的場所，反應(yīng)時燃料在陽極通過陽極擴散層進 入到陽極催化層，在催化劑作用下被氧化；在陰極作為陰極反應(yīng)物的氧氣或 空氣通過陰極擴散層進入陰極催化層，被陰極催化劑還原生成產(chǎn)物水。膜電極催化層的制備主要包括兩種方法 一種是將含有催化劑的槳料涂 覆在擴散層上，經(jīng)干燥后與質(zhì)子交換膜熱壓在一起構(gòu)成膜電極；另一種是將 含有催化劑的漿料涂覆在質(zhì)子交換膜上，經(jīng)干燥后形成催化劑涂層膜 (Catalyst Coated Membrane, CCM)，再與擴散層組合在一起構(gòu)成膜電極。第一種制備方法的優(yōu)點是工藝較簡單，缺點是(l)催化劑消耗量較多； (2)催化層與質(zhì)子交換膜結(jié)合較差，必須經(jīng)過熱壓工序。第二種制備方法的優(yōu)點是催化層與質(zhì)子交換膜結(jié)合較好，不一定非要 采用熱壓工序，尤其適合厚度較薄或不合適熱壓工藝的質(zhì)子交換膜的應(yīng)用；
催化劑利用率高，能減少催化劑的用量。第二種制備方法的缺點是質(zhì)子交換膜一般都有一定的溶脹性，如 NafionTM膜的溶脹系數(shù)就不低于25Q/^，這樣在催化劑涂層膜制備過程中，隨著催化劑漿料中的溶劑的蒸發(fā)，質(zhì)子交換膜就會產(chǎn)生收縮，質(zhì)子交換膜上涂 覆有催化劑漿料的部位與未涂催化劑漿料的部位收縮率是不一致的，這樣就 有可能導(dǎo)致質(zhì)子交換膜出現(xiàn)皺褶、起伏不平，使最終得到的膜電極的放電性能差。為此，人們想到在真空條件下將含有催化劑的漿料涂覆在質(zhì)子交換膜上，以減少質(zhì)子交換膜的收縮。例如，CN1744359A公開了一種在0.02-0.1 兆帕負壓下制備催化劑涂層膜的方法。該專利申請的說明書中只提到負壓條 件，而對所使用的裝置沒有進行描述。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種適于在真空條件下制備催化劑涂層膜的裝置。 本發(fā)明的另一目的是提供使用該裝置的制備催化劑涂層膜的方法。 本發(fā)明提供的用于制備催化劑涂層膜的裝置包括真空源1、基座2和多 孔板3，所述基座2的上表面包括溝槽區(qū)域4，在使用時，基座的溝槽區(qū)域4 與真空源l連通，多孔板3位于基座2的上表面。本發(fā)明提供的催化劑涂層膜的制備方法包括將催化劑漿料涂覆在質(zhì)子 交換膜的表面并干燥，其中，該方法使用一種制備催化劑涂層膜的裝置，該 裝置包括真空源1 、基座2和多孔板3，所述基座2的上表面包括溝槽區(qū)域4， 基座的溝槽區(qū)域4與真空源1連通，多孔板3位于基座2的上表面；啟動真 空源1 ，將基座2的溝槽區(qū)域4抽真空；將質(zhì)子交換膜8覆蓋在多孔板3上， 將催化劑漿料涂覆在質(zhì)子交換膜8的不與多孔板3接觸的表面并干燥。本發(fā)明提供的用于制備催化劑涂層膜的裝置結(jié)構(gòu)簡單，適于在真空條件
下制備催化劑涂層膜，能夠有效地防止質(zhì)子交換膜在制備催化劑涂層膜過程 中收縮。


圖1為膜電極結(jié)構(gòu)的剖面圖；圖2為本發(fā)明提供的用于制備催化劑涂層膜的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明提供的催化劑涂層膜的制備方法的示意圖；圖4表示由實施例1制得催化劑涂層膜組裝成的膜電極的放電性能示意圖；圖5表示由實施例2制得催化劑涂層膜組裝成的膜電極的放電性能示意具體實施方式
如圖2所示，本發(fā)明提供的用于制備催化劑涂層膜的裝置包括真空源1、 基座2和多孔板3，所述基座2的上表面包括溝槽區(qū)域4，在使用時，基座 的溝槽區(qū)域4與真空源1連通，多孔板3位于基座2的上表面。所述真空源1可以為現(xiàn)有的能夠提供真空的各種設(shè)備，優(yōu)選為能夠提供 小于等于1000帕的絕對壓力的設(shè)備，例如，所述真空源1可以為真空泵。 可以根據(jù)所要制備的催化劑涂層膜的尺寸大小來選擇真空泵的功率，真空泵 的功率可以為0.5-10千瓦，優(yōu)選為1-5千瓦。如圖2所示，所述基座2的上表面包括溝槽區(qū)域4?；?可以為表面 具有溝槽區(qū)域的陶瓷板或金屬板。對基座2的尺寸沒有特別的限定，可以根 據(jù)所要制備的催化劑涂層膜的尺寸大小來確定。例如，基座2的尺寸可以為 40-500毫米(長度)X40-500毫米(寬度)X5-100毫米(厚度)，基座2 的厚度優(yōu)選為20-40毫米。
溝槽區(qū)域4的面積為基座2的上表面面積的10-90% ，優(yōu)選為50-75%。 溝槽區(qū)域4優(yōu)選包括多個溝槽5和多個脊6，多個溝槽5之間相互連通，溝 槽和脊間隔排列。溝槽5的深度可以為l-20毫米，優(yōu)選為5-10毫米，溝槽 的寬度可以為0.5-5毫米，優(yōu)選為1-1.5毫米。脊6的寬度可以為0.5-5毫米， 優(yōu)選為1-1.5毫米。如圖2所示，脊6的長度小于溝槽5的長度，因此多個溝槽5之間可以 相互連通。多個溝槽5的寬度可以相同，也可以不相同，優(yōu)選相同；多個脊 6的寬度可以相同，也可以不相同，優(yōu)選相同，當(dāng)多個溝槽5的寬度相同， 多個脊6的寬度相同時，溝槽區(qū)域4中的壓力分布更均勻，可以更有效地防 止質(zhì)子交換膜收縮。溝槽5的橫截面的形狀優(yōu)選為矩形或梯形，脊6的橫截面的形狀優(yōu)選為 矩形或梯形。當(dāng)溝槽5和脊6的橫截面的形狀為矩形或梯形時，溝槽區(qū)域4 中的壓力分布更均勻，可以更有效地防止質(zhì)子交換膜收縮?；吓c溝槽區(qū)域所在面相鄰或相對的面上具有孔，如圖2所示，基座2的側(cè)面具有孔7，孔7與溝槽區(qū)域4和真空源1連通。孔7與真空源1之 間可以通過管道連通。本發(fā)明的裝置還可以包括加熱器(圖中未示出)，用于加熱基座，這樣 可以在涂覆催化劑漿料的同時進行，能夠?qū)崿F(xiàn)下述有益效果(l)加熱后質(zhì) 子交換膜強度減小，溶劑蒸發(fā)時的收縮力也減?。?2)加熱后溶劑蒸發(fā)加快， 涂覆時間縮短，通過調(diào)整基座溫度，就能保證催化劑涂覆過程中質(zhì)子交換膜 不收縮或基本不收縮。加熱器優(yōu)選為電加熱元件，安裝在基座2的溝槽區(qū)域 4中。加熱器可以為多個，多個加熱器優(yōu)選均勻分布，這樣可以使基座2內(nèi) 的溫度保持一致，防止質(zhì)子交換膜受熱不均。本發(fā)明的裝置還可以包括溫度傳感器和溫度控制器，用于將基座溫度控 制在一定溫度范圍內(nèi)，如50-200。C，優(yōu)選70-18(TC。所述溫度控制器可以為
常規(guī)的溫度控制器。溫度傳感器安裝在基座2的溝槽區(qū)域4中。溫度控制器 分別與溫度傳感器和加熱器電連接。多孔板3可以為金屬板、陶瓷板或石墨板。多孔板3的孔直徑可以為1 微米至1毫米，優(yōu)選為0.01-0.1微米。多孔板3的孔優(yōu)選均勻分布，每平方 米多孔板3上孔的個數(shù)為105-1012個，優(yōu)選為108-10"個。多孔板可以在制 備催化劑涂層膜的過程中為質(zhì)子交換膜提供支撐，并將質(zhì)子交換膜吸附在多 孔板的表面，保持質(zhì)子交換膜在干燥過程中的尺寸穩(wěn)定性。對多孔板的尺寸 大小沒有特別的限定，多孔板3只要能夠滿足將基座2的溝槽區(qū)域4完全覆 蓋的要求即可。多孔板的厚度可以為0.5-15毫米，優(yōu)選為0.6-10毫米。本發(fā)明的裝置還可以包括密封圈(圖中未示出)，在使用時，將密封圈 放置在多孔板3和基座2之間，增強多孔板3和基座2之間的密封性，有利 于使溝槽區(qū)域4中的絕對壓力達到所需的真空條件。密封圈可以由彈性材料 如橡膠制成。如圖3所示，本發(fā)明提供的催化劑涂層膜的制備方法包括將催化劑漿料 涂覆在質(zhì)子交換膜的表面并干燥，其中，該方法使用一種制備催化劑涂層膜 的裝置，該裝置包括真空源1、基座2和多孔板3，所述基座2的上表面包 括溝槽區(qū)域4，基座的溝槽區(qū)域4與真空源1連通，多孔板3位于基座2上 表面；啟動真空源l，將基座2的溝槽區(qū)域4抽真空；將質(zhì)子交換膜8覆蓋 在多孔板3上，將催化劑漿料涂覆在質(zhì)子交換膜8的不與多孔板3接觸的表 面，干燥涂覆有催化劑的質(zhì)子交換膜8。該方法還包括將干燥后的涂覆有催化劑的質(zhì)子交換膜8的涂覆有催化劑 的表面覆蓋在多孔板3上，將催化劑漿料涂覆在質(zhì)子交換膜8的另一表面， 干燥兩面均涂覆有催化劑的質(zhì)子交換膜8。在涂覆催化劑漿料的過程中，溝槽區(qū)域4中的絕對壓力為100-10000帕， 優(yōu)選為500-1000帕。
當(dāng)本發(fā)明的裝置包括加熱器、溫度傳感器和溫度控制器時，可以將基座和多孔板的溫度控制在50-12(TC，優(yōu)選70-10(TC。在該溫度范圍下，可以在 涂覆催化劑漿料的同時進行干燥，既可以防止質(zhì)子交換膜收縮，又可以防止 催化劑漿料中的溶劑蒸發(fā)過快而造成裂紋。催化劑漿料的涂覆可以采用常規(guī)的方法，如手工刷涂、噴涂或絲網(wǎng)印刷。催化劑漿料的組成和制備方法已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。例如，將重 量比為l: (1.5-5): (0.1-2): (0-2)的催化劑、溶劑、Nafion溶液與粘結(jié)劑乳液 混合均勻得到催化劑漿料。所述催化劑的種類已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，例如，催化劑可選自 Pt/C催化劑、Pt-Ru/C催化劑、Pt-Cr/C催化劑中的一種或幾種。所述粘結(jié)劑 乳液的種類已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，例如，粘結(jié)劑乳液是指粘結(jié)劑與水 或醇類如異丙醇、乙醇、丙三醇形成的乳液，選自聚四氟乙烯乳液、六氟丙 烯乳液、聚氟乙烯乳液中的一種或幾種。粘結(jié)劑乳液中粘結(jié)劑的含量為1-42 重量％，優(yōu)選為10-30重量％。溶劑的種類已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，例 如，溶劑選自水、異丙醇、乙醇、丙三醇中的一種或幾種。Nafion溶液已為 本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，Nafion溶液一般由重量比為1: 15-16: 3-4的Nafion 樹脂(高氟化樹脂)、低級醇(乙醇、丙醇、異丙醇)和水組成。其中，溶劑 的量不包括Nafion溶液和粘結(jié)劑乳液中所含的溶劑的量。所述質(zhì)子交換膜的種類已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。質(zhì)子交換膜可以商 購得到，例如由杜邦公司出品的Nafion膜，包括Nafion⑧212膜、Nafion⑧211 膜、Nafio禮15膜、Nafion⑧112膜、Nafion 1035膜、Nafion 1135膜等。質(zhì)子交換膜在使用之前可以進行預(yù)處理，以除去質(zhì)子交換膜中的雜質(zhì)。 預(yù)處理的過程包括將質(zhì)子交換膜在60-10(TC雙氧水中浸泡10-50分鐘，用去 離子水洗滌，然后在60-10(TC2-8摩爾/升硫酸溶液中浸泡10-50分鐘，用去 離子水洗滌至pH為中性。預(yù)處理后的質(zhì)子交換膜可以置于去離子水中保存
備用°下面通過實施例來更詳細地描述本發(fā)明。 實施例1該實施例說明本發(fā)明提供的用于制備催化劑涂層膜的裝置和方法。制備了如圖2所示的裝置。其中，真空源1為功率1.5千瓦的真空泵，真空源1通過氣管與基座2 的氣孔7相連?；?為鋁質(zhì)基座，基座2的尺寸為210毫米(長度)X150毫米(寬 度)X30毫米(厚度)，內(nèi)置100瓦的電加熱棒和PtlOO溫度探頭，并配置有溫控表，可將基座溫度控制在5o-2oo。c范圍內(nèi)，溫控表的精度為士rc?；砻娴臏喜蹍^(qū)域4由45個溝槽5和44個脊6組成，溝槽5和脊6間隔 排列，截面形狀均為矩形。溝槽5的尺寸為120毫米(長度)X3毫米(寬 度)X8毫米(深度)，脊6的頂部與基座上表面高度相同，脊的寬度為1 毫米、長度為100毫米，溝槽和脊均勻分布。多孔板3為尺寸為200毫米(長度)X140毫米(寬度)Xl毫米(厚 度)的多孔陶瓷板，孔直徑的分布范圍為2-50微米，每平方米上孔的個數(shù) 為大約109個。使用上述裝置按照以下步驟制備催化劑涂層膜將含鉑量40X的Pt/C催化劑、溶劑(重量比為1: 1的異丙醇與乙醇的 混合溶劑)、Nafion溶液(Nafion樹脂乙醇水=1: 15: 3)、聚四氟乙烯水乳液(聚四氟乙烯的含量為20重量％)以1: 5: 1.5: 1.5的重量比混合并攪拌 均勻得到催化劑漿料；將質(zhì)子交換膜(杜邦公司生產(chǎn)，Nafion⑧1135膜)裁成尺寸為180X120 毫米，其中需涂覆催化劑的尺寸為160X100毫米，然后用80。C雙氧水煮泡
30分鐘，用400毫升去離子水清洗后，再用8(TC的5摩爾/升硫酸溶液煮30 分鐘，接著用去離子水清洗至洗滌液pH值為中性，將經(jīng)過上述處理的質(zhì)子 交換膜置于去離子水中備用；將基座水平放置，把陶瓷多孔板放到基座的上表面，并覆蓋住基座表面 的溝槽區(qū)域，然后開始加熱，基座的溫度控制在85"，開啟真空泵抽真空。 當(dāng)溝槽區(qū)域內(nèi)的絕對壓力達到10000帕以下時，多孔板將被吸附到基座上， 此時將上述經(jīng)過預(yù)處理的質(zhì)子交換膜從去離子水中取出，放到多孔板上，質(zhì) 子交換膜就被吸附到多孔板上。在溝槽區(qū)域內(nèi)的絕對壓力為1000帕、基座 溫度為85。C的條件下，用噴槍將上述制得的催化劑漿料均勻地噴涂到質(zhì)子交換膜的表面，并干燥。將質(zhì)子交換膜的另一面即還沒有涂覆催化劑槳料的一 面朝上放在多孔板上，在溝槽區(qū)域內(nèi)的絕對壓力為IOOO帕、基座溫度為85 "C的條件下，用噴槍將上述制得的催化劑漿料均勻地噴涂到質(zhì)子交換膜的表 面，并干燥，得到催化劑涂層膜C1。得到的催化劑涂層膜C1的實際鉬載量 為0.4毫克/平方厘米。實施例2該實施例說明本發(fā)明提供的用于制備催化劑涂層膜的裝置和方法。 制備了如圖2所示的裝置。其中，真空源1為功率1.5千瓦的真空泵，真空源1通過氣管與基座2 的氣孔7相連。基座2為不銹鋼基座，基座2的尺寸為100毫米(長度)X100毫米(寬 度)X25毫米(高度)，內(nèi)置50瓦的電加熱棒和PtlOO溫度探頭，并配置有溫控表，可將基座溫度控制在5o-2oo'c范圍內(nèi)，溫控表的精度為土rc;基座表面的溝槽區(qū)域4由21個溝槽5和20個脊6組成，溝槽5和脊6間隔排 列，截面形狀均為矩形。溝槽5的尺寸為80毫米(長度)X3毫米(寬度)
X5毫米(深度)，脊6的頂部與基座上表面高度相同，脊的寬度為l毫米、 長度為60毫米，溝槽和脊均勻分布。多孔板3為尺寸為100毫米(長度)X100毫米(寬度)X1.8毫米(厚 度)的多孔石墨板，孔直徑的分布范圍為10-100微米，每平方米上孔的個 數(shù)為約108個。
使用上述裝置按照以下步驟制備催化劑涂層膜將含鉑量40X的Pt/C催化劑、溶劑(重量比為1: 1的異丙醇與乙醇的 混合溶劑)、Nafion溶液(Nafion樹脂乙醇水=1: 15: 3)、聚四氟乙烯水乳液(聚四氟乙烯的含量為20重量％)以1: 5: 1.5: 1.5的重量比混合并攪拌 均勻得到催化劑漿料；將質(zhì)子交換膜(杜邦公司生產(chǎn)，Nafion⑧1135膜)裁成尺寸為60X60 毫米，其中需涂覆催化劑的尺寸為50X50毫米，然后用80'C雙氧水煮泡30 分鐘，用300毫升去離子水清洗后，再用80"C的5摩爾/升硫酸溶液煮30分 鐘，接著用去離子水清洗至洗滌液pH值為中性，將經(jīng)過上述處理的質(zhì)子交 換膜置于去離子水中備用；將基座水平放置，把陶瓷多孔板放到基座的上表面，并覆蓋住基座表面 的溝槽區(qū)域，然后開始加熱，基座的溫度控制在70。C，開啟真空泵抽真空。 當(dāng)溝槽區(qū)域內(nèi)的絕對壓力達到10000帕以下時，多孔板將被吸附到基座上， 此時將上述經(jīng)過預(yù)處理的質(zhì)子交換膜從去離子水中取出，放到多孔板上，質(zhì) 子交換膜就被吸附到多孔板上。在溝槽區(qū)域內(nèi)的絕對壓力為500帕、基座溫 度為7(TC的條件下，將上述制得的催化劑槳料均勻地刷涂到質(zhì)子交換膜的表 面，并干燥。將質(zhì)子交換膜的另一面即還沒有涂覆催化劑漿料的一面朝上放 在多孔板上，在溝槽區(qū)域內(nèi)的絕對壓力為500帕、基座溫度為7(TC的條件下， 將上述制得的催化劑漿料均勻地刷涂到質(zhì)子交換膜的表面，并干燥，得到催 化劑涂層膜C2。得到的催化劑涂層膜C2的實際鉑載量為0.4毫克/平方厘米。
性能測試將上述制得的催化劑涂層膜Cl與預(yù)先裁好的與催化層同樣尺寸的兩片Torray TP090碳紙疊合在一起，在145°C、 8.5MPa的壓力下，熱壓2.5分鐘， 得到膜電極M1。按照下述方法測定該膜電極Ml的發(fā)電性能，結(jié)果如圖4所示。膜電極發(fā)電性能的測試方法1、 以4兆帕的組裝壓力將所制備的膜電極M1與陰、陽極流場板組裝 成單電池，所用流場板的反應(yīng)流場尺寸與MEA的涂覆催化劑部分相同，流 場板的導(dǎo)流槽所占的面積為反應(yīng)流場面積的50%;2、 將單電池溫度通過外部加熱方式升溫至7(TC，將氫氣/空氣反應(yīng)氣體 (不加濕)經(jīng)減壓器減壓至0.05/0.05兆帕后通入單電池，排空雜質(zhì)氣體，記錄燃料電池的開路電壓；調(diào)節(jié)氣體流量計的流量使空氣的流量為第一個數(shù)據(jù) 點所需理論流量的2倍，氫氣流量為理論流量的1.1倍，然后開始通電；3、 通電5-10分鐘，等待燃料電池性能穩(wěn)定后記錄該點的電流、電壓數(shù)據(jù)；4、 按照上述方法，依次升高電流，等待電池性能穩(wěn)定后記錄相應(yīng)的電 流、電壓數(shù)據(jù)，在測試過程中，保持氫氣/空氣反應(yīng)氣體的流量與理論流量的 比例不變，至燃料電池電壓低于0.60V時終止測試；5、 將上述測得的電流值作為橫坐標、電壓值作為縱坐標，繪制成曲線。 將上述制得的催化劑涂層膜C2與預(yù)先裁好的與催化層同樣尺寸的兩片Torray TP090碳紙疊合在一起，在145°C、 8.5MPa的壓力下，熱壓2.5分鐘， 得到膜電極M2。按照上述方法測定該膜電極M2的發(fā)電性能，結(jié)果如圖5 所示。一般情況下膜電極的工作電壓為0.6-0.7伏，如圖4和圖5所示，膜電
極在0.6-0.7伏的電壓范圍內(nèi)所對應(yīng)的電流值都很高，因此從圖4和圖5所示的結(jié)果可以看出，由使用本發(fā)明提供的裝置制備的催化劑涂層膜組裝成的 膜電極的發(fā)電性能好。
權(quán)利要求
1、一種用于制備催化劑涂層膜的裝置，其特征在于，該裝置包括真空源(1)、基座(2)和多孔板(3)，所述基座(2)的上表面包括溝槽區(qū)域(4)，在使用時，基座的溝槽區(qū)域(4)與真空源(1)連通，多孔板(3)位于基座(2)的上表面。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，溝槽區(qū)域(4)包括多個溝槽(5)和 多個脊(6)，多個溝槽(5)之間相互連通，溝槽(5)和脊(6)間隔排列。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，溝槽(5)的橫截面的形狀為矩形 或梯形，脊(6)的橫截面的形狀為矩形或梯形。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，多個溝槽(5)的寬度相同，多個 脊(6)的寬度相同。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，基座(2)上與溝槽區(qū)域(4)所在面 相鄰或相對的面上具有孔(7)，孑L(7)與溝槽區(qū)域(4)和真空源(1)連通。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述多孔板(3)的孔均勻分布， 多孔板(3)上每平方米的孔的個數(shù)為105-1012個。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的裝置，其中，所述多孔板(3)上孔的直徑 為1微米至1毫米。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，該裝置還包括加熱器，加熱器 安裝在基座(2)的溝槽區(qū)域(4)中。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中，該裝置還包括溫度傳感器和溫 度控制器，溫度傳感器安裝在基座(2)的溝槽區(qū)域(4)中，溫度控制器分別與 溫度傳感器和加熱器電連接。
10、 一種催化劑涂層膜的制備方法，該方法包括將催化劑漿料涂覆在質(zhì) 子交換膜的表面并干燥，其特征在于，該方法使用一種制備催化劑涂層膜的 裝置，該裝置包括真空源(l)、基座(2)和多孔板(3)，所述基座(2)的上表面包 括溝槽區(qū)域(4)，基座的溝槽區(qū)域(4)與真空源(1)連通，多孔板(3)位于基座(2) 的上表面；啟動真空源(l)，將基座(2)的溝槽區(qū)域(4)抽真空；將質(zhì)子交換膜 (8)覆蓋在多孔板(3)上，將催化劑漿料涂覆在質(zhì)子交換膜(8)的不與多孔板(3) 接觸的表面，干燥涂覆有催化劑的質(zhì)子交換膜(8)。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，溝槽區(qū)域(4)中的絕對壓力為 100-10000帕。
12、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法，其中，該方法還包括將干燥后的涂 覆有催化劑的質(zhì)子交換膜(8)的涂覆有催化劑的表面覆蓋在多孔板(3)上，將 催化劑漿料涂覆在質(zhì)子交換膜(8)的另一表面，干燥兩面均涂覆有催化劑的質(zhì) 子交換膜(8)。
13、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法，其中，所述裝置還包括加熱器、溫 度傳感器和溫度控制器，加熱器和溫度傳感器安裝在基座(2)的溝槽區(qū)域(4) 中，溫度控制器分別與溫度傳感器和加熱器電連接；在涂覆催化劑漿料的過 程中，基座(2)和多孔板(3)的溫度控制在50-120°C。
全文摘要
一種用于制備催化劑涂層膜的裝置，其中，該裝置包括真空源(1)、基座(2)和多孔板(3)，所述基座(2)的上表面包括溝槽區(qū)域(4)，在使用時，基座的溝槽區(qū)域(4)與真空源(1)連通，多孔板(3)位于基座(2)的上表面。本發(fā)明還提供了使用該裝置的制備催化劑涂層膜的方法。本發(fā)明提供的用于制備催化劑涂層膜的裝置結(jié)構(gòu)簡單，適于在真空條件下制備催化劑涂層膜，能夠有效地防止質(zhì)子交換膜在制備催化劑涂層膜過程中收縮。
文檔編號H01M8/00GK101126149SQ20061010936
公開日2008年2月20日 申請日期2006年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月14日
發(fā)明者董俊卿 申請人:比亞迪股份有限公司