一种高精度催化层传质通道构筑方法

1.本发明属于燃料电池领域，具体涉及一种高精度催化层传质通道构筑方法。


背景技术：

2.燃料电池具有环境友好、能量转换率高、低温快速启动等特点，其在交通运输、便捷式电源及航空航天领域具有十分广阔的发展前景，但想要实现质子交换膜燃料电池的商业化，首先要减少贵金属pt催化剂的大量使用，以此来降低膜电极制备的高昂成本。离聚物是质子交换膜燃料电池膜电极中的重要组成部分，它不仅作为将质子和水从阳极转移到阴极的离子交换膜，更重要的是还在催化剂层中起粘合剂、气体输送和质子传递的作用。然而，在传统催化剂浆料的的制备过程中，催化层中起质子传递作用的全氟磺酸离聚物，特别是nafion系列的衍生物，需要与pt催化剂混合在一起，超声分散后，会与pt催化剂颗粒表面直接接触进而形成质、液、气三相反应界面。然而，在干燥后的催化层中，覆盖在pt表面的以薄膜形式存在的离聚物可以通过侧链末端磺酸基团(-so
3-)中的氧原子特异性吸附于pt表面。磺酸基团对pt表面的中毒效应最高时甚至可以导致催化剂损失80％的质量活性。因此，降低磺酸基团对pt催化剂表面毒性来减少pt催化剂使用量对于提高燃料电池性能具有重要意义，另外，。
3.针对上述问题，许多研究人员对pt催化剂及催化剂墨水的设计进行了大量的探索。文献[electroanal.chem.,2020,871:114250]丰田汽车研发中心实验室的tomohirotakeshita等发现由于nafion等离聚物难以渗入多孔碳载体的内部孔道，使得多孔碳载体pt催化剂具有比无孔碳载体pt催化剂明显更低的离聚物覆盖度，因此将pt颗粒沉积在多孔碳载体内部减少与离聚物磺酸基团的直接接触，然后这样做依然无法避免离聚物对催化剂的毒化作用；专利cn114583227a公开一种分别打印不同催化层制备膜电极的方法，每一层混合不同的催化剂、树脂溶液、溶剂，层层叠加形成，使得膜电极的结构更加具有定制性，但是其制备的催化层中仍然需要保留离聚物以构建三相反应界面，依然无法避免离聚物对pt催化剂的毒化作用,导致催化剂失活。此外，离聚物的混入，还容易造成催化剂团聚，离聚物会包覆催化剂颗粒，活性位点无法完全暴露，进而影响催化层的性能。
[0004]
另外，在催化剂墨水制备的其他方面，还需要考虑墨水的流畅程度是否能能顺利通过喷墨打印制备催化层，避免墨水堵塞喷头，专利cn112980247a公开一种由催化剂、溶剂、粘合剂、螯合剂、树脂溶液所混合制备的燃料电池用高稳定性喷墨打印墨水。文献[electrochimica acta 156(2015)289-300]报道了一种喷墨打印用墨水，由催化剂、异丙醇、甘油、树脂溶液组成，能顺利通过喷墨打印制备催化层。虽然上述喷墨打印墨水溶液都能够良好的应用于喷墨打印机，但是墨水中含有粘结剂、螯合剂等物质，可能对催化剂会带来未知的负面影响。为此，目前应该解决上述两个存在的问题，一是避免催化层中本身的离聚物对催化剂包覆所导致的催化剂团聚以及离聚物对催化剂的毒化作用；二是喷墨墨水中应避免添加粘合剂、螯合剂、表面活性剂等物质。


技术实现要素：

[0005]
本发明针对上述问题之一及以上，提供一种高精度催化层传质通道构筑方法。
[0006]
本发明中的高精度催化层传质通道构筑方法，包括
[0007]
步骤1配置墨水，包括：
[0008]
按溶剂：催化剂质量比为(0-1)：(0-1)混合，制备获得催化剂墨水a；
[0009]
按溶剂：离聚物质量比为(0-1)：(0-1)混合，制备获得离聚物墨水b；
[0010]
按溶剂：添加剂质量比为(0-1)：(0-1)混合，制备获得功能墨水c；
[0011]
步骤2高精度催化层传质通道的构筑，包括：
[0012]
成型具有多层结构的催化层，其中每一层所在平面为一成型平面，期间：
[0013]
使用喷墨打印装置件，在同一催化层成型平面的不同区域内，间隔的使用催化剂墨水a、离聚物墨水b或功能墨水c中的任意两种打印，不同墨水所打印的图案相互拼接为一整体的复合层；
[0014]
层叠的打印多个所述复合层，其中，至少一个复合层由催化剂墨水a和离聚物墨水b打印。
[0015]
进一步的，还包括在某个成型平面单独使用功能墨水c打印一功能层。
[0016]
进一步的，相邻复合层间，同一墨水所打印区域在水平方向上相互错开。
[0017]
进一步的，所述复合层成型于基底材料层上，所述基底材料为质子交换膜或阴离子交换膜。
[0018]
进一步的，所述溶剂为异丙醇、水中的一种或多种的混合；
[0019]
进一步的，所述添加剂为造孔剂、亲水剂、疏水剂、导电剂中的一种或多种的混合；
[0020]
进一步的，所述催化剂为铂基催化剂、非贵金属催化剂，碳基催化剂中的一种或多种的混合；
[0021]
进一步的，所述铂基催化剂为铂黑，铂碳或纳米结构铂基催化剂；
[0022]
进一步的，所述离聚物为任意浓度的全氟磺酸树脂溶液、二联苯、三联苯中的一种或多种的混合。
[0023]
进一步的，所述催化剂墨水a、离聚物墨水b和/或功能墨水c的配置过程包括，先将一种或多种溶剂混合，在20-50摄氏度恒温水浴锅中搅拌15-120分钟，然后将溶质分散到上述溶剂混合液中，然后将混合液在20-30摄氏度条件下超声15-120分钟，在20-30摄氏度条件下细胞粉碎15-120分钟，最后在25-35摄氏度恒温水浴锅中搅拌10-15小时。
[0024]
本发明采用上述技术方案后，主要有以下效果：
[0025]
(1)本发明的制备方法中所涉及的催化层分离了催化剂颗粒与离聚物，避免离聚物对催化剂颗粒的毒化作用，减少催化剂的活性损失，提高膜电极输出性能。
[0026]
(2)本发明的制备方法中所涉及的催化剂墨水a、离聚物墨水b、功能墨水c均不含粘结剂、表面活性剂或对催化层造成不良影响的溶剂，仅含有溶剂及催化剂或树脂溶液，所涉及的墨水可以分别通过喷头进行喷涂，有效减少了催化剂在溶液中团聚现象。
[0027]
(3)该方法通过设计单层复合层的结构，可在基底材料上分区域打印墨水a、b、c，也可同时打印不同功能种类的墨水，既避免了离聚物与催化剂混合过程中，催化剂被离聚物包覆而不能良好的接触反应气体，还避免了催化剂被离聚物所毒化的现象；另一方面，相互拼接的催化剂墨水区域和离聚物墨水区域从宏观上又构筑成了益于传质的离聚物通道
取代原先在微观层面建立的离聚物通道，确保了在催化层上构筑宏观三相反应界面，形成传质通道，从而优化催化层的结构。
[0028]
本发明实现了催化剂层的喷墨打印墨水仅由溶剂、催化剂组成，既避免了催化剂受离聚物毒化的影响，又消除了受无关粘结剂及表面活性剂的不良影响，同时还利用喷墨打印构筑出催化剂层与离聚物层交联的膜电极，形成宏观角度的三相反应界面，替代原本在微观角度形成的三相反应界面，减少了催化剂的团聚而导致喷头堵塞情况，降低了墨水制备的复杂性，有效构筑了由催化层、传质层、疏水层等功能层级叠加构筑的膜电极。
[0029]
本发明，整体操作简单，能实现含有传质通道催化层膜电极的批量化制备。采用本发明制备的膜电极可使膜电极表现出良好的电池性能，通过使用特定的墨水进行打印，实现了同时打印多种含有不同功能结构的催化层，高精度打印传质通道，优化了催化层的传质过程，提高反应效率，有望代替燃料电池中的传统制备工艺。
附图说明
[0030]
图1为本发明实施例中的打印机一体式喷头含不同墨仓的结构示意图。
[0031]
图2为本发明实施例1所打印的复合层的平面示意图。
[0032]
图3为本发明实施例2所打印的复合层的平面示意图。
[0033]
图4为本发明实施例3所打印的复合层的平面示意图。
[0034]
图5为本发明另一些实施例中所打印的催化层的截面图。
[0035]
图6为本发明又一些实施例中所打印的催化层的截面图。
[0036]
图7为以本发明实施例1和对比例1中得到的燃料电池喷墨打印墨水所制备的膜电极，作为膜电极燃料电池阳极时的电化学性能测试曲线图；
[0037]
其中曲线1为实施例1中得到的燃料电池喷墨打印墨水所制备的膜电极的电压-电流密度关系曲线，曲线2为对比例1对应的电压-电流密度关系曲线。
[0038]
图8为以本发明实施例1和对比例1中得到的燃料电池喷墨打印墨水所制备的膜电极，作为膜电极燃料电池阳极时的膜电极性能测试图；
[0039]
其中曲线1为实施例1中得到的燃料电池喷墨打印墨水所制备的膜电极的质量比功率-电流密度关系曲线，曲线2为对比例1对应的质量比功率-电流密度关系曲线。
具体实施方式
[0040]
下面结合具体实施方式，进一步说明本发明。
[0041]
本发明实验实施例中采用的催化剂，溶剂及树脂溶液均为市售产品。下面以不同的实施例示例性的展示喷墨打印膜电极的制备过程。
[0042]
在本发明的以下以及更多的实施例中，将喷墨打印装置上的每个打印通道装配构成催化层组分的墨水a、b、c，催化剂墨水a对应催化剂层，离聚物墨水b对应离聚物层，功能墨水c对应功能层，喷墨打印时，待打印复合层时选择墨水a在平面打印出催化剂层a，同一层级内催化剂层a与离聚物层b在x轴方向上相邻，形成ababa结构，可根据实际需要选择催化剂层a、离聚物层b的个数，进而组合形成复合层；同样地，第二层级可在x轴方向上形成ababa或babab结构，使得复合层在宏观上含有催化层及传质层。
[0043]
喷墨打印时，待打印复合层时选择墨水a在平面打印出催化剂层a，同一层级内催
化剂层a与离聚物层b在x轴方向上相邻，形成ababa结构，可根据实际需要选择催化剂层a、离聚物层b的个数，进而组合形成复合层；同样地，第二层级可在y轴方向上形成ababa或babab、acaca或cacac、bcbcb或cbcbc结构，使得复合层在宏观上含有催化层、传质层及功能层。
[0044]
功能层c可以在任意复合层中单独打印，也可与a、b层复合形成abc穿插的复合层结构。
[0045]
由于复合单层平面结构上形成离聚物与催化剂相互穿插，立体结构上层层覆盖的整体膜电极结构，既避免了离聚物与催化剂混合喷涂过程中，催化剂被离聚物包覆而不能良好的接触反应气体，还避免了催化剂被离聚物所毒化的现象，而宏观上又构筑成了益于传质的离聚物通道。实现高精度构筑催化剂层、离聚物层、功能层，基底材料表面上按照不同的位置坐标喷涂不同的墨水，可以同时喷涂一种或多种墨水，设计理想的催化层；
[0046]
由于喷墨打印机的特殊性，可同时控制单个或多个通道墨水一起喷涂，在喷墨瞬间，墨水仓的一种或多种墨水能共同沉积在基底材料上，催化剂与树脂溶液的结合方式多变可控。通过这种混合方式，也减少了墨水成分中催化剂被树脂溶液包裹所造成的团聚现象。
[0047]
实施例1-3中示例性的给出了本发明中的墨水的具体配置过程以及打印方式。
[0048]
实施例1
[0049]
本实施例中的燃料电池用喷墨打印膜电极的制备方法，具体方法步骤包括：
[0050]
(1)配置浆料墨水a、浆料墨水b、浆料墨水c：
[0051]
浆料墨水a：常温下，有机混合溶剂：pt/c催化剂(60wt％)质量比为2355，先将异丙醇和水按照体积比4:1混合、在20摄氏度恒温水浴锅中搅拌15分钟。将上述过程得到的混合液按比例加入60wt％pt/c，在20摄氏度条件下水浴超声处理15分钟混合均匀后，在20摄氏度条件下细胞粉碎超声15分钟，最后在25摄氏度恒温水浴锅中搅拌10小时，得到本实例的燃料电池用喷墨打印墨水a。
[0052]
浆料墨水b：常温下，有机混合溶剂：全氟磺酸树脂溶液(5wt％)质量比为471，先将异丙醇和水按照体积比4:1混合、在20摄氏度恒温水浴锅中搅拌15分钟。将上述过程得到的混合液按比例加入5％树脂溶液，在20摄氏度条件下水浴超声处理15分钟混合均匀后，在20摄氏度条件下细胞粉碎超声15分钟，最后在25摄氏度恒温水浴锅中搅拌10小时，得到本实例的燃料电池用喷墨打印墨水b。
[0053]
浆料墨水c：常温下，有机混合溶剂：石墨烯质量比为0.2，先将异丙醇和水按照体积比4:1混合、在20摄氏度恒温水浴锅中搅拌15分钟。将上述过程得到的混合液按比例加入60wt％pt/c，在20摄氏度条件下水浴超声处理15分钟混合均匀后，在20摄氏度条件下细胞粉碎超声15分钟，最后在25摄氏度恒温水浴锅中搅拌10小时，得到本实例的燃料电池用喷墨打印墨水c。
[0054]
(2)高精度催化层传质通道的构筑：
[0055]
如图2所示，喷墨打印时，待打印复合层时选择墨水a在平面打印出催化剂层a，同一层级内催化剂层a与离聚物层b在x轴方向上相邻，形成ababa复合层；类似的，第二层级时，离聚物层b与功能层c同样在x轴方向上相邻，形成bcbcb复合层，以此往复叠加。
[0056]
实施例2
[0057]
本实施例中的燃料电池用喷墨打印膜电极的制备方法，具体方法步骤包括：
[0058]
(1)配置浆料墨水a、浆料墨水b、浆料墨水c：
[0059]
浆料墨水a：常温下，有机混合溶剂：pt/c催化剂(60wt％)质量比为1056，先将异丙醇和水按照体积比4:1混合、在35摄氏度恒温水浴锅中搅拌75分钟。将上述过程得到的混合液按比例加入60wt％pt/c，在25摄氏度条件下水浴超声处理75分钟混合均匀后，在25摄氏度条件下细胞粉碎超声75分钟，最后在30摄氏度恒温水浴锅中搅拌12.5小时，得到本实例的燃料电池用喷墨打印墨水a。
[0060]
浆料墨水b：常温下，有机混合溶剂：全氟磺酸树脂溶液(5wt％)质量比为232，先将异丙醇和水按照体积比4:1混合、在35摄氏度恒温水浴锅中搅拌75分钟。将上述过程得到的混合液按比例加入5％树脂溶液，在25摄氏度条件下水浴超声处理75分钟混合均匀后，在25摄氏度条件下细胞粉碎超声75分钟，最后在30摄氏度恒温水浴锅中搅拌12.5小时，得到本实例的燃料电池用喷墨打印墨水b。
[0061]
浆料墨水c：常温下，有机混合溶剂：石墨烯质量比为0.35，先将异丙醇和水按照体积比4:1混合、在30摄氏度恒温水浴锅中搅拌75分钟。在35摄氏度恒温水浴锅中搅拌75分钟。将上述过程得到的混合液按比例加入石墨烯，在25摄氏度条件下水浴超声处理75分钟混合均匀后，在25摄氏度条件下细胞粉碎超声75分钟，最后在30摄氏度恒温水浴锅中搅拌12.5小时，得到本实例的燃料电池用喷墨打印墨水c。
[0062]
(3)高精度催化层传质通道的构筑：
[0063]
喷墨打印时，待打印复合层时选择墨水a在平面打印出催化剂层a，同一层级内催化剂层a与离聚物层b形成蛇形结构，组合形成复合层。第二层级时，离聚物层b与功能层c同样形成蛇形结构，以此往复叠加。
[0064]
实施例3
[0065]
本实施例中的燃料电池用喷墨打印膜电极的制备方法，具体方法步骤包括：
[0066]
(1)配置浆料墨水a、浆料墨水b、浆料墨水c：
[0067]
浆料墨水a：常温下，机混合溶剂：pt/c催化剂(60wt％)质量比为2355，先将异丙醇和水按照体积比4:1混合、在50摄氏度恒温水浴锅中搅拌120分钟。将上述过程得到的混合液按比例加入60wt％pt/c，在30摄氏度条件下水浴超声处理120分钟混合均匀后，在30摄氏度条件下细胞粉碎超声120分钟，最后在35摄氏度恒温水浴锅中搅拌15小时，得到本实例的燃料电池用喷墨打印墨水a。
[0068]
浆料墨水b：常温下，有机混合溶剂：全氟磺酸树脂溶液(5wt％)质量比为107，先将异丙醇和水按照体积比4:1混合、在50摄氏度恒温水浴锅中搅拌120分钟。将上述过程得到的混合液按比例5％树脂溶液，在30摄氏度条件下水浴超声处理120分钟混合均匀后，在30摄氏度条件下细胞粉碎超声120分钟，最后在35摄氏度恒温水浴锅中搅拌15小时，得到本实例的燃料电池用喷墨打印墨水b。
[0069]
浆料墨水c：常温下，有机混合溶剂：石墨烯质量比为0.5，先将异丙醇和水按照体积比4:1混合、在50摄氏度恒温水浴锅中搅拌120分钟。将上述过程得到的混合液按比例加入石墨烯，在30摄氏度条件下水浴超声处理120分钟混合均匀后，在30摄氏度条件下细胞粉碎超声120分钟，最后在35摄氏度恒温水浴锅中搅拌15小时，得到本实例的燃料电池用喷墨打印墨水c。
[0070]
(4)高精度催化层传质通道的构筑：
[0071]
喷墨打印时，待打印复合层时选择墨水a在平面打印出催化剂层a，同一层级内催化剂层a与离聚物层b在y轴方向上相邻，形成ababa复合层结构，第二层级时，离聚物层b与功能层c同样在y轴方向上相邻，形成bcbcb复合层，以此往复叠加。
[0072]
除了以上三各实施例中的墨水排布方式，在本发明的另一些实施例中，如图5所示，还单独使用功能墨水c在一个成型片面内打印出单一材质的功能层c；
[0073]
在本发明的又一些实施例中，相邻复合层间，同一墨水所打印区域在水平方向上相互错开，例如图6中所示的实施例，在图中靠下的复合层中的催化剂层a在水平位置上恰好与在图中靠上的复合层中的催化剂层a错开，同样错开的还有上下两个复合层中的离聚物层b。
[0074]
在另外一些实施例中，添加剂为造孔剂、亲水剂、疏水剂、其他导电剂中的一种或多种的混合。
[0075]
在另外一些实施例中，催化剂还可以铂基催化剂、非贵金属催化剂，碳基催化剂中的一种或多种的混合；铂基催化剂则可以选用铂黑，铂碳或纳米结构铂基催化剂；
[0076]
在另外一些实施例中，离聚物还可以是任意浓度的全氟磺酸树脂溶液、二联苯、三联苯中的一种或多种的混合。
[0077]
上述复合层在基底材料层的基础上打印，基底材料可选的为质子交换膜或阴离子交换膜。
[0078]
对比例1
[0079]
本例中的燃料电池用喷墨打印膜电极的制备方法，具体方法步骤包括：
[0080]
(1)墨水的制备：
[0081]
常温下，将异丙醇：pt/c催化剂(60wt％)质量比为628，在室温下水浴超声30分钟，再按pt/c催化剂：全氟磺酸树脂溶液(5％)质量比为0.2。将上述过程得到的混合液按比例加入5％树脂溶液，室温下水浴超声处理15min混合均匀后，得到本对比例中的传统燃料电池墨水。
[0082]
(2)催化层的制备：
[0083]
先将基底膜平铺于加热设备台上，先撕去表面的保护层，固定在设备台上，将步骤(1)中的催化剂墨水注入气动喷枪中，加热板温度为60摄氏度，喷涂在基底膜上，获得催化层一极；另一侧相同方法制备；
[0084]
性能测试
[0085]
测试(1)燃料电池用简易喷墨打印墨水制备的膜电极燃料电池性能测试
[0086]
阴极制备方法为，称取0.2毫克商业铂碳催化剂加入到1000微升异丙醇，超声30分钟分散均匀后，在60度加热板上用喷枪将混合溶液均匀喷涂在碳纸上；阳极制备方法为，称取利用实施例1所制备的燃料电池用喷墨打印墨水，在喷墨打印机上用喷头将该墨水均匀喷涂在质子交换膜上。组装为膜电极，使用scribner 850e燃料电池测试系统对其进行性能测试，测试条件为电池温度80摄氏度，阳极80摄氏度加湿，阴极80摄氏度加湿。燃料电池阴阳极进气为o2/h2，压力均为200kpa。
[0087]
测试结果对比：
[0088]
图7中示出了利用实施例1、对比例1的所制备的膜电极燃料电池的电化学性能曲
线。从图7中实施例1对应的曲线可以看出，在0.67v电压，实施例1的电流密度曲线开始明显高于对比例1中的电流密度曲线，图8中则显示了两种膜电极燃料电池的功率密度曲线，可以看出实施例1所制备的膜电极功率密度(质量比功率)明显高于对比例1所制备的膜电极，功率峰值达到1.6w/cm2，说明实施例1中所高精度构筑催化层传质通道运用于燃料电池领域是可行的，且性能表现优异。
[0089]
相较于现有的技术，高精度传质通道构筑的催化层具有更好电化学性能，优异的稳定性，以及较高的燃料电池功率。
[0090]
目前为解决离聚物对催化剂的毒化作用，大多都从催化剂结构的微观角度减少催化剂与离聚物磺酸基团的直接接触，倘若能够从宏观角度，在单层级打印含有催化剂层及离聚物层的复合层，不仅能够减少离聚物毒化的现象，同时能够增大催化剂层与离聚物层以及气体接触表面积，使得不与催化剂层混合而单独存在离聚物也能在催化层中构筑全新的质子传递通道，从墨水的制备上就减少了离聚物与催化剂的直接接触，却不会削弱质子传递通道。对于催化剂墨水来讲，通常喷墨打印墨水配方里常常会添加粘结剂、表面活性剂或者螯合剂等，虽然这些溶剂的加入可以提高墨水的分散性以及稳定性，但是可能会对于催化剂、催化层或者膜电极造成未知的负面影响。
[0091]
综上，本发明提供一种催化层构筑方法，从宏观角度构筑催化剂层与离聚物层组合的复合层，避免离聚物与催化剂的直接混合所导致的对催化剂产生的毒化作用，且墨水也不含粘结剂，且让离聚物层依旧可以为催化层提供传质通道，从宏观层面上开辟了新的催化层制备道路。

技术特征：
1.一种高精度催化层传质通道构筑方法,其特征在于，包括：步骤1配置墨水，包括：按溶剂：催化剂质量比为(0-1)：(0-1)混合，制备获得催化剂墨水a；按溶剂：离聚物质量比为(0-1)：(0-1)混合，制备获得离聚物墨水b；按溶剂：添加剂质量比为(0-1)：(0-1)混合，制备获得功能墨水c；步骤2高精度催化层传质通道的构筑，包括：成型具有多层结构的催化层，其中每一层所在平面为一成型平面，期间：使用喷墨打印装置件，在同一催化层成型平面的不同区域内，间隔的使用催化剂墨水a、离聚物墨水b或功能墨水c中的任意两种打印，不同墨水所打印的图案相互拼接为一整体的复合层；层叠的打印多个所述复合层，其中，至少一个复合层由催化剂墨水a和离聚物墨水b打印。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2中，还包括在某个成型平面单独使用功能墨水c打印一功能层。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2中，相邻复合层间，同一墨水所打印区域在水平方向上相互错开。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2中，所述复合层成型于基底材料层上，优选的，所述基底材料为质子交换膜或阴离子交换膜。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1中，所述溶剂为异丙醇、水中的一种或多种的混合。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1中，所述添加剂为造孔剂、亲水剂、疏水剂、导电剂中的一种或多种的混合。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1中，所述催化剂为铂基催化剂、非贵金属催化剂或碳基催化剂中的一种或多种的混合。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铂基催化剂为铂黑、铂碳或纳米结构铂基催化剂。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1中，所述离聚物为任意浓度的全氟磺酸树脂溶液、二联苯、三联苯中的一种或多种的混合。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1中，所述催化剂墨水a、离聚物墨水b和/或功能墨水c的配置过程包括，先将一种或多种溶剂混合，在20-50摄氏度恒温水浴锅中搅拌15-120分钟，然后将溶质分散到上述溶剂混合液中，然后将混合液在20-30摄氏度条件下超声15-120分钟，在20-30摄氏度条件下细胞粉碎15-120分钟，最后在25-35摄氏度恒温水浴锅中搅拌10-15小时。

技术总结
本发明属于燃料电池领域，具体涉及一种高精度催化层传质通道构筑方法。包括配置墨水，包括：按溶剂：催化剂质量比为(0-1)：(0-1)混合制备催化剂墨水A；按溶剂：离聚物质量比为(0-1)：(0-1)混合制备离聚物墨水B；按溶剂：添加剂质量比为(0-1)：(0-1)混合制备功能墨水C；步骤2，使用喷墨打印装置件，在同一催化层成型平面的不同区域内，间隔的使用催化剂墨水A、离聚物墨水B或功能墨水C中的任意两种打印，层叠的打印多个复合层，其中，至少一个复合层由催化剂墨水A和离聚物墨水B打印。该方法既避免了避免了催化剂被离聚物所毒化的现象；又确保了在催化层上构筑宏观三相反应界面，形成传质通道，从而优化了催化层的结构。从而优化了催化层的结构。从而优化了催化层的结构。


技术研发人员：丁炜 郑义岑 王健
受保护的技术使用者：重庆大学
技术研发日：2023.04.15
技术公布日：2023/8/21