微型DMFC用新型双催化层膜电极的制备

索春光，张文斌，王 华，文 斯

(1.昆明理工大学理学院，云南 昆明 650504;2.昆明理工大学冶金工程博士后流动站，云南 昆明 650093;3.昆明理工大学机电工程学院，云南 昆明 650504;4.昆明理工大学冶金与能源工程学院，云南 昆明 650093)

微电子机械系统(MEMS)是一个新兴的、多学科交叉的前沿研究领域.机电系统微型化后，电源装置将决定整个系统的尺寸.没有微型化或小型化的电源装置提供能源，MEMS系统将难以发挥其微型化的优势来完成其预定的功能，甚至有可能失去其微型化的本来意义［1－3］.鉴于此，基于 MEMS 技术的微能源(Power MEMS)技术应运而生.直接醇类燃料电池，尤其是微型直接甲醇燃料电池(DMFC)以其结构简单、体积小、方便灵活、室温下即可快速启动、燃料来源丰富和便于携带与存储等优点，其最有可能作为商业化的便携产品电源而被广泛应用.因此，对DMFC的研究已成为近几年来国际上燃料电池领域的一个热点［4－6］.

膜电极(MEA)是DMFC的核心部件，其制备工艺决定了MEA的微观结构，直接影响电池的性能［7－8］.根据负载催化剂方式的不同，MEA 可以分为2种结构类型:①先将催化剂负载到气体扩散层(GDL)表面形成气体扩散电极(GDE)，然后将GDE与质子交换膜(PEM)热压形成MEA，称为GDE型;②直接将催化剂负载到PEM上，形成催化剂覆盖的电解质膜(CCM)，再与扩散层热压形成MEA，称为CCM型［9－10］.通常CCM型膜电极采取催化剂浆料的直接刷涂法或转印法，处理过程中都涉及到液态的有机溶剂，不但会造成环境污染，且不可避免地存在贵金属催化剂的浪费［11－13］.采……