一种PEM电解水制氢用膜电极组件及其制备方法与流程

1.一种pem电解水制氢用膜电极组件，其特征在于，其包括依次层叠设置的阴极气体扩散层、第二阴极催化剂层、第一阴极催化剂层、质子交换膜、第一阳极催化剂层、第二阳极催化剂层和阳极气体扩散层；

2.如权利要求1所述的pem电解水制氢用膜电极组件，其特征在于，所述第一阴极催化剂层与所述第一阳极催化剂层中全氟磺酸离聚物的含量不同；

3.如权利要求1所述的pem电解水制氢用膜电极组件，其特征在于，所述活性成分为铂基催化剂或铱基催化剂；所述铂基催化剂较佳地为pt/c催化剂或含pt合金催化剂；所述pt/c催化剂中pt的含量较佳地为10wt％-80wt％，例如60wt％；所述铱基催化剂较佳地为铱黑、氧化铱和含铱合金中的一种或多种；较佳地，所述第一阴极催化剂层和第二阴极催化剂层中的所述活性成分为铂基催化剂；较佳地，所述第一阳极催化剂层和第二阳极催化剂层中的所述活性成分为铱基催化剂；

4.如权利要求1所述的pem电解水制氢用膜电极组件，其特征在于，所述活性成分为铂基催化剂，所述铂基催化剂中的铂与所述全氟磺酸离聚物的质量比为1:(0.1-10)，例如1:0.4、1:0.45或1:0.5；

5.一种pem电解水制氢用膜电极组件的制备方法，其特征在于，其包括下述步骤：将第一催化剂层转印于质子交换膜的两个表面，再与带有第二催化剂层的气体扩散层复合，制得所述pem膜电极；

6.如权利要求5所述的pem电解水制氢用膜电极组件的制备方法，其特征在于，所述转印包括下述步骤：将催化剂浆料负载于基底层上，形成所述第一阳极催化剂层或所述第一阴极催化剂层，再将所述第一阳极催化剂层或所述第一阴极催化剂层与所述质子交换膜接触，进行热压，然后将基底层剥离，即可；

7.如权利要求5所述的pem电解水制氢用膜电极组件的制备方法，其特征在于，所述带有第二催化剂层的气体扩散层的制备方法包括下述步骤：在所述阳极气体扩散层或所述阴极气体扩散层的一侧通过喷涂或原位生长的方式负载第二催化剂浆料，形成第二阳极催化剂层或所述阴极催化剂层；

8.如权利要求5所述的pem电解水制氢用膜电极组件的制备方法，其特征在于，所述复合在热压的条件下进行，所述热压的压力较佳地为0.1-5mpa，例如0.8mpa；所述热压的温度较佳地为100℃-200℃，例如160℃；所述热压的时间较佳地为60s-300s，例如120s。

9.如权利要求5所述的pem电解水制氢用膜电极组件的制备方法，其特征在于，所述全氟磺酸离聚物以溶液的形式添加，所述溶液中全氟磺酸离聚物的浓度为1wt％-70wt％，较佳地为1wt％-50wt％，更佳地为1wt％-40wt％，进一步更佳地为5wt％-30wt％，例如5wt％；

10.一种pem电解水制氢用膜电极组件，其采用如权利要求5-9中任一项所述的制备方法制得。