公开(公告)号：CN114725457B

公开(公告)日：2024-03-12

申请号：CN202210320223.0

申请日：2022-03-29

Applicant: 上海交通大学

Inventor： 章俊良 ,  程晓静 ,  沈水云 ,  闫晓辉

IPC: H01M8/1004 ,  H01M4/88 ,  H01M4/92

Abstract: 本发明公开了一种加快局域氧气传质的膜电极制备方法，所述制备方法包括：将催化剂、离子树脂和分散溶剂混合，得到阳极催化剂浆料；将催化剂、离子树脂、聚乙烯醇溶液和分散溶剂混合，得到阴极催化剂浆料；将所述阴阳极催化剂浆料喷涂于质子交换膜两侧；将所述膜电极置于热水中浸煮，烘干后形成膜电极。本发明使用聚乙烯醇对催化层中的离子树脂内部结构和分布状态进行微观调节，可以加快催化剂表面的局域氧气传质，提高电池性能。

公开(公告)号：CN116481960A

公开(公告)日：2023-07-25

申请号：CN202310397813.8

申请日：2023-04-14

Applicant: 上海交通大学

Inventor： 殷洁炜 ,  李慧媛 ,  沈水云 ,  章俊良 ,  程晓静 ,  尤佳彬

IPC: G01N5/02

Abstract: 本发明属于燃料电池领域，涉及一种离聚物在碳载体上吸附速率测试系统和方法，如下步骤：S1：在石英晶片上制备均匀一致的多孔碳载体层，并在液体腔中加入电解液，组装成为石英晶体微天平测试系统；S2：待石英晶体微天平测试数据稳定后，在液体腔中加入离聚物溶液；S3：通过石英晶片的质量变化量计算离聚物在多孔碳载体层上的吸附速率。与现有技术相比，本发明利用石英晶体微天平对微小质量的灵敏性，能够快速响应，精确测量离聚物在碳载体上的吸附能力，有利于质子交换膜燃料电池运行过程中的三相界面变化分析。

公开(公告)号：CN114725457A

公开(公告)日：2022-07-08

申请号：CN202210320223.0

申请日：2022-03-29

Applicant: 上海交通大学

Inventor： 章俊良 ,  程晓静 ,  沈水云 ,  闫晓辉

IPC: H01M8/1004 ,  H01M4/88 ,  H01M4/92

Abstract: 本发明公开了一种加快局域氧气传质的膜电极制备方法，所述制备方法包括：将催化剂、离子树脂和分散溶剂混合，得到阳极催化剂浆料；将催化剂、离子树脂、聚乙烯醇溶液和分散溶剂混合，得到阴极催化剂浆料；将所述阴阳极催化剂浆料喷涂于质子交换膜两侧；将所述膜电极置于热水中浸煮，烘干后形成膜电极。本发明使用聚乙烯醇对催化层中的离子树脂内部结构和分布状态进行微观调节，可以加快催化剂表面的局域氧气传质，提高电池性能。

公开(公告)号：CN110380061B

公开(公告)日：2021-05-11

申请号：CN201910594895.9

申请日：2019-07-03

Applicant: 上海交通大学

Inventor： 章俊良 ,  闫晓晖 ,  柯长春 ,  夏国锋 ,  程晓静 ,  韩爱娣 ,  朱凤鹃 ,  陈俊任

IPC: H01M4/86 ,  H01M8/0234 ,  H01M8/0245 ,  H01M4/88

Abstract: 本发明公开了一种全工况匹配的燃料电池扩散层及其制备方法；所述扩散层由多孔导电碳纸基底层和导电碳粉微孔层组成，所述扩散层在燃料电池结构中位于气体流道和质子交换膜之间，所述基底层位于气体流道一侧；所述基底层在平行于扩散层方向上具有憎水性梯度，同时所述微孔层在垂直于扩散层方向上具有憎水性梯度。在高湿度工况下本发明的微孔层具有沿流场板到膜电极方向上升的憎水性梯度，能够有效改善阴极的排水效果，提高扩散层的气体传输速率；在中低湿度工况下，本发明的微孔层具有沿流场板到膜电极方向下降的憎水性梯度，可起到一定的保湿作用，能够保证质子交换膜充分润湿，降低电池内阻，提高电池的输出性能。

公开(公告)号：CN110212224A

公开(公告)日：2019-09-06

申请号：CN201910434431.1

申请日：2019-05-23

Applicant: 上海交通大学

Inventor： 章俊良 ,  程晓静 ,  闫晓晖 ,  沈水云 ,  夏国锋 ,  殷洁炜 ,  王超 ,  朱凤鹃

IPC: H01M8/1004 ,  H01M4/88 ,  H01M4/86

Abstract: 本发明公开了一种使用冰模板法制备多孔膜电极的方法，所述方法包括：S1将催化剂、粘结剂和分散溶剂混合，得到阴极和阳极催化剂浆料；S2将所述阴极催化剂浆料涂布于离型膜上，得到未干燥的阴极电极层；S3将所述电极层冷冻成型后进行真空冷冻干燥，得到干燥的阴极电极层；S4将所述阳极催化剂浆料涂布于离型膜上并烘干，得到干燥的阳极电极层；S5将所述阴极和阳极电极层转印至质子交换膜两侧形成膜电极。在S3中，使用冰颗粒作为模板，冰颗粒模板的去除通过所述真空冷冻干燥实现。所述溶剂包括去离子水和醇类溶剂。本发明采用冰颗粒作为模板，在质子交换膜燃料电池阴极电极层内造孔，构筑有序电极结构，降低传质阻力，提高电池性能。

公开(公告)号：CN109713321A

公开(公告)日：2019-05-03

申请号：CN201811640836.2

申请日：2018-12-29

Applicant: 上海交通大学

Inventor： 章俊良 ,  程晓静 ,  闫晓晖 ,  沈水云 ,  夏国锋 ,  殷洁炜 ,  王超 ,  朱凤鹃

IPC: H01M4/86 ,  H01M8/1004 ,  H01M4/88

Abstract: 本发明公开了一种孔隙结构可调的膜电极及其制备方法，所述膜电极包括：阳极催化层和多孔的阴极催化层置于质子交换膜上；所述阳极催化层由阳极催化剂浆料制成，阴极催化层由阴极催化剂浆料制成。所述阴极催化层和阳极催化层均包括催化剂和离子树脂组成的固相成分，和形状不规则的孔隙结构；所述孔隙结构包括：固相成分团聚堆积形成的原生孔隙和造孔剂去除后留下的次生孔隙。本发明针对质子交换膜燃料电池阴极氧气传质困难的问题，使用纳米氧化物在阴极催化层中造孔，大幅增加了阴极催化层的孔隙率，同时改变了催化层内部的孔径分布，明显降低了阴极催化层内的气体扩散阻力，大大提高了电池在大电流密度下的性能。

公开(公告)号：CN108963297A

公开(公告)日：2018-12-07

申请号：CN201810713256.5

申请日：2018-06-29

Applicant: 上海交通大学

Inventor： 章俊良 ,  林晨 ,  闫晓晖 ,  柯长春 ,  王超 ,  程晓静 ,  郑志峰 ,  朱凤娟

IPC: H01M8/026 ,  H01M8/0263 ,  H01M8/04291

Abstract: 本发明设计了一种强化脊下对流的波浪形质子交换膜燃料电池流道。包括设置于流场板上的电池流道，所述电池流道呈蛇形分布；电池流道包括与外界环境接触的直流脊和与所述直流脊相邻的波浪形流脊，在气体入口处，波浪形流脊和直流脊在流场板中交替分布，直至气体出口处；所述波浪形流脊在转弯区域平直设置，在主流区域呈波浪形状。本发明能够促进波浪形流脊两侧的脊下对流，使气体均匀分布于流场；同时，流道内产生的压力变化，提高了区域流速，能够有效改善阴极的排水效果，重要地，扩散层、催化层在单位时间内的氧气传输都得到了明显提高。