一种卷对卷印刷低成本制备燃料电池气体扩散层的方法

摘要

本发明属于燃料电池制备气体扩散层的技术领域，具体涉及一种卷对卷印刷低成本制备燃料电池气体扩散层的方法。本发明通过以聚四氟乙烯无纺布为基膜，通过在基膜两面丝网卷对卷印刷油墨，其中的油墨不同于传统的碳粉，而是采用短切碳纤维，辅助聚硅氮烷，经大孔丝网印刷，使短切碳纤维不但分散均匀，而且聚硅氮烷在胺环境固化后牢固粘合短切碳纤维，形成以纤维网孔附着在基膜，克服了直接涂布、浸润碳粉浆料造成的微孔堵塞。进一步，采用卷对卷印刷制备气体扩散层，可以成卷连续印刷，成本大幅降低，而且适合于规模化生产，成卷的气体扩散层易于成卷的质子交换膜匹配制备膜电极。整个制备方法具有连续化、稳定化、低能耗，低材料消耗的特征。

权利要求

1.一种卷对卷印刷低成本制备燃料电池气体扩散层的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）、制备改性基膜：将导电碳粉按照固液比1～3kg:5～10L分散在丙烯酸乳液中得到导电液，将基膜浸润所述导电液24～36h后，干燥，卷取成卷，得到改性基膜；所述基膜为孔径50～200μm的聚四氟乙烯无纺布;（2）、将印刷油墨卷对卷印刷在改性基膜上，在胺氛围处理30～90min，经干燥后压合保护膜，卷取；所述印刷油墨是由短切碳纤维与聚硅氮烷、粘度调节剂按照重量比5:90:5混合后经超声分散3～5h得到;（3）、重复步骤（2），将印刷油墨卷对卷印刷在改性基膜的另一面上，在胺氛围处理30～

90min，经干燥后压合保护膜，卷取,得到燃料电池气体扩散层。

2.根据权利要求1所述一种卷对卷印刷低成本制备燃料电池气体扩散层的方法，其特征在于，步骤（1）中所述导电碳粉为粒径小于10μm的石墨烯、天然石墨、球状石墨中的至少一种。

3.根据权利要求1所述一种卷对卷印刷低成本制备燃料电池气体扩散层的方法，其特征在于，步骤（1）中所述干燥为采用100℃强热氮气流进行1～3h吹干。

4.根据权利要求1所述一种卷对卷印刷低成本制备燃料电池气体扩散层的方法，其特征在于，步骤（2）中所述短切碳纤维的长度小于0.2mm。

5.根据权利要求1所述一种卷对卷印刷低成本制备燃料电池气体扩散层的方法，其特征在于，所述粘度调节剂为羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酸钠、气相二氧化硅按照重量比1～

10:5～10:1～5的混合物。

6.根据权利要求1所述一种卷对卷印刷低成本制备燃料电池气体扩散层的方法，其特征在于，所述胺氛围为胺类化合物的气态氛围；所述胺类化合物为甲胺、二甲胺、乙胺、二乙胺、二丙基胺、二异丙基胺、三丙胺、丁基胺、二丁基胺、三丁胺、异丁基胺、二异丁基胺、叔丁基胺、戊胺、三戊胺、 己基胺中的至少一种。

7.根据权利要求1所述一种卷对卷印刷低成本制备燃料电池气体扩散层的方法，其特征在于，所述印刷采用卷对卷丝网印刷机进行丝网印刷。

8.根据权利要求7所述一种卷对卷印刷低成本制备燃料电池气体扩散层的方法，其特征在于，所述丝网印刷的丝网孔为大菱形孔，菱形孔对角线长0.2～0.5mm，丝印刮刀压力为

0.5～0.8MPa，印刷量控制在50～100g/m2。

9.根据权利要求1所述一种卷对卷印刷低成本制备燃料电池气体扩散层的方法，其特征在于，所述保护膜为亲水性的聚乙烯醇薄膜；所述保护膜在气体扩散层使用时进行去除。

说明书

一种卷对卷印刷低成本制备燃料电池气体扩散层的方法

技术领域

[0001] 本发明属于燃料电池制备气体扩散层的技术领域，具体涉及一种卷对卷印刷低成本制备燃料电池气体扩散层的方法。

背景技术

[0002] 质子交换膜燃料电池（proton exchange membrane fuel cell）是一种燃料电池，在原理上相当于水电解的“逆”装置。作为下一代电池技术，燃料电池拥有能量密度与储能时间两大优势，同时燃料电池在使用过程中只产生水，不会产生其他任何污染，因此燃料电池是最理想的储能装置，是未来终极电池解决方案。

[0003] 质子交换膜燃料电池主要由膜电极、双极板和外壳组成，其中，膜电极又由质子交换膜、催化剂和气体扩散层三合一而成。燃料电池气体扩散层通常由基底层和微孔层组成，基底层通常使用多孔的碳纤维纸、碳纤维织布、碳纤维非纺材料及碳黑纸，其厚度约为100-400μm，要求具有良好的透气性,空隙较大；主要起到支撑微孔层的催化层的作用；微孔层主要是改善基底层孔隙结构的一层厚度约为10-100μm的碳粉，目的是降低催化层和基底层之间的接触电阻，防止催化剂损失，使得流道气体以及产生水均布更分配。

[0004] 中国发明专申请号201810493251.6公开了一种燃料电池用耐久性超疏水气体扩散层，包含导电多孔基材和微孔层，导电性多孔基材为经过疏水处理的碳纤维纸、碳纤维无纺布、碳毡、发泡金属板、金属网中的一种；所述的微孔层含有疏水微球。所述的疏水处理为常规的处理方法，如将导电性多孔基材通过浸泡氟树脂，然后烧制处理。所述微孔层是将导电涂料通过刮涂涂敷于导电多孔基材表面，进一步烧制处理形成；导电涂料由导电剂、疏水微球以及粘接剂组成，其中疏水微球为高球度的玻璃微球或聚四氟乙烯微球。本发明通过在导电涂料加入疏水微球，可以提高疏水性，提高燃料电池气体扩散层的耐久性。

[0005] 中国发明专利申请号201310504496.1公开了一种碳纸及其制备方法，更具体地说，本发明涉及一种燃料电池气体扩散层专用高性能碳纸及其制备方法，所述碳纸以短切碳纤维、植物纤维、热粘合纤维和炭黑为原料，经疏解、打浆和配浆后用湿法造纸工艺抄纸，然后经防水涂料涂布处理制成，所述各原料的配比以重量份计如下：短切碳纤维65 75份，~植物纤维10 15份，热粘合纤维10 15份和炭黑0 10份。该发明采用了湿法成形、热压、涂布~ ~ ~
相结合的生产工艺，具有工艺流程简单、易于控制产品质量，生产过程环保等特点，并且所生产可以精确各原料的物料比，有利于控制产品品质；缺点是导电性较差（50mΩ·cm）、强度差、疏水性差，如果直接涂布疏水层容易堵塞微孔。

[0006] 中国发明专利申请号201810835192.6公开了一种燃料电池气体扩散层及其制备方法，气体扩散层包括充当载体的导电网状结构和涂覆在该导电网状结构一面或两面的涂层，涂层包括碳粉和粘结剂，涂层为具有特征孔隙度和疏水性的多孔结构，通过以下方法制备得到，将碳粉颗粒分散到水中，通过均化器进行浆液分散，再加入粘结剂，进行机械搅拌，调节浆液混合物至合适粘度；将浆液混合物涂布到导电网状结构表面；将样品进行热处理以去除添加剂，形成碳和粘结剂的均匀粘合混合物，即制得产品。与现有技术相比，本发明气体扩散层具有良好的孔隙结构和疏水特性，在氢气/氧气或氢气/空气或其他燃料电池操作时，具有优越的性能和水管理能力；但是该方法制备的碳粉粘结不牢固，容易导致导电网状结构微孔堵塞。

[0007] 由于气体扩散层在燃料电池中起到支撑催化层、收集电流、传导气体和排出水等多重作用，实现了反应气体和产物水在流场和催化层之间的再分配，是影响电极性能的关键材料。一般要求气体扩散层具有良好的导电性、疏水性、透气性、机械强度。目前，燃料电池的气体扩散层主要使用碳纸作为基层，采用将碳纤维、聚合物纤维、粘合剂复合后，制备成纸，进一步在1600℃高温碳化处理得到碳纤维纸。缺点是发脆、柔性差、规模化程度低、生产能耗高、成本极高。而且由于不具有柔性，需要后期涂敷树脂处理，使得微孔性受到影响。

发明内容

[0008] 现有燃料电池气体扩散层发脆，成本高，难以成卷制备使用，涂敷疏水层、增柔树脂容易堵塞微孔的缺陷，本发明提出一种卷对卷印刷低成本制备燃料电池气体扩散层的方法。

[0009] 一种卷对卷印刷低成本制备燃料电池气体扩散层的方法，包括以下步骤：

[0010] （1）、制备改性基膜：将导电碳粉按照固液比1～3kg:5～10L分散在丙烯酸乳液中得到导电液，将基膜浸润所述导电液24～36h后，干燥，卷取成卷，得到改性基膜；所述基膜为孔径50～200μm的聚四氟乙烯无纺布;

[0011] （2）、将印刷油墨卷对卷印刷在改性基膜上，在胺氛围处理30～90min，经干燥后压合保护膜，卷取；所述印刷油墨是由短切碳纤维与聚硅氮烷、粘度调节剂按照重量比5:90:5混合后经超声分散3～5h得到;

[0012] （3）、重复步骤（2），将印刷油墨卷对卷印刷在改性基膜的另一面上，在胺氛围处理30～90min，经干燥后压合保护膜，卷取,得到燃料电池气体扩散层。

[0013] 上述一种卷对卷印刷低成本制备燃料电池气体扩散层的方法，其中步骤（1）中所述导电碳粉为粒径小于10μm的石墨烯、天然石墨、球状石墨中的至少一种。

[0014] 燃料电池的气体扩散层在电极中不仅起着支撑催化剂层、稳定电极结构的作用，还具备为电极反应提供气体通道、电子通道和排水通道的多种功能。因此能作为气体扩散层的材料必须满足：1.均匀的多孔质结构，透气性能好；2.电阻率低，电子传导能力强；3.结构紧密且表面平整，减小接触电阻，提高导电性能；4.具有一定的机械强度，适当的刚性与柔性，利于电极的制作，提供长期操作条件下电极结构的稳定性；5.适当的亲水/憎水平衡，防止过多的水分阻塞孔隙而导致气体透过性能下降；6.具有化学稳定性和热稳定性；7.制造成本低，性能/价格比高。

[0015] 为了克服碳纤维纸缺乏柔性而碳纤维编织布缺乏尺寸稳定性的弱点，气体扩散层的基底可选用无纺布，其具备一定的机械强度，且有高的柔性和尺寸稳定性等优点，从而利于电极的制作。适合的材料包括碳纤维、玻璃纤维或者含有机聚合物的纤维制作的无纺布，这些有机聚合物可以是聚丙烯、聚酯（聚对苯二甲酸乙二醇酯）、聚亚苯基硫、聚四氟乙烯或聚醚酮等。本发明所述一种卷对卷印刷低成本制备燃料电池气体扩散层的方法，其中步骤（1）中所述基膜为无纺布，所述无纺布优选为孔径为50～200μm的聚四氟乙烯无纺布。

[0016] 上述一种卷对卷印刷低成本制备燃料电池气体扩散层的方法，其中步骤（1）中所述干燥为采用100℃强热氮气流进行1～3h吹干。热气流吹干的目的是保持微孔不被堵塞。

[0017] 上述一种卷对卷印刷低成本制备燃料电池气体扩散层的方法，其中步骤（2）中所述印刷油墨是由短切碳纤维与聚硅氮烷、粘度调节剂按照重量比5:90: 5混合后经超声分散3～5h得到。

[0018] 上述一种卷对卷印刷低成本制备燃料电池气体扩散层的方法，其中所述短切碳纤维的长度小于0.2mm。

[0019] 在本发明中，将印刷油墨印刷在改性基膜上，在胺化合物的蒸汽氛围处理一定时间，这些胺的蒸汽可以使得聚硅氮烷在基膜上快速固化形成具有粘合作用的硅薄膜。另外，本发明之所以选择胺类化合物的蒸汽是为了防止液态或固态的胺类化合物对改性基膜上未干的印刷油墨产生破坏，进而影响燃料电池气体扩散层的性能；而且选择在将印刷油墨印刷在改性基膜上后再使用胺化合物的蒸汽进行固化，因为如果提前将胺类化合物与聚硅氮烷等接触，会导致其提前固化，进而不能更好的在改性基膜上形成硅薄膜。因此，本发明所述胺氛围为胺类化合物的气态氛围；所述胺类化合物理论上可使用任何可气态的、不会对聚硅氮烷成膜时产生影响的任意胺类化合物之一或者几者的组合，例如可优选使用脂肪族胺、芳香族胺或者杂环胺，脂肪族胺或者芳香族胺可以是伯胺、仲胺或者叔胺中的任一者。本发明优选所述胺类化合物为甲胺、二甲胺、乙胺、二乙胺、二丙基胺、二异丙基胺、三丙胺、丁基胺、二丁基胺、三丁胺、异丁基胺、二异丁基胺、叔丁基胺、戊胺、三戊胺己基胺中的至少一种。而对于气态胺氛围可以选择将液态或固态胺化合物加热至一定温度蒸发得到。

[0020] 上述一种卷对卷印刷低成本制备燃料电池气体扩散层的方法，其中所述粘度调节剂为羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酸钠、气相二氧化硅按照重量比1～10:5～10:1～5的混合物。通过调整合适的粘度，在保证丝印的同时，防止印刷油墨扩散影响印刷层的空隙。

[0021] 上述一种卷对卷印刷低成本制备燃料电池气体扩散层的方法，其中所述印刷采用卷对卷丝网印刷机进行丝网印刷。通过大菱形网孔丝网印，将短切碳纤维均匀的印制在基膜，而且丝印孔的大网孔，保证了印制后良好的空隙性。

[0022] 上述一种卷对卷印刷低成本制备燃料电池气体扩散层的方法，其中所述丝网印刷的丝网孔为大菱形孔，菱形孔对角线长0.2～0.5mm，丝印刮刀压力为0.5～0.8MPa，印刷量控制在50～100g/m2。

[0023] 聚乙烯醇薄膜(简称PVA)， 吸水性大，浸入水中能溶解。上述一种卷对卷印刷低成本制备燃料电池气体扩散层的方法，其中所述保护膜为亲水性的聚乙烯醇薄膜；所述保护膜用于保护气体扩散层被污染，在气体扩散层使用时将保护膜去除。

[0024] 传统的气体扩散层为高温烧结的碳纤维纸，发脆易折断，只能单片使用与催化层、质子交换膜复合，直接影响了规模化生产使用，而且成本极高。另外在对碳纤维纸作疏水处理时，涂覆的疏水层极易堵塞微孔，影响气体扩散性能。

[0025] 本发明一种卷对卷印刷低成本制备燃料电池气体扩散层的方法，通过以聚四氟乙烯无纺布为基膜，通过在基膜两面丝网卷对卷印刷油墨，其中的油墨不同于传统的碳粉，而是采用短切碳纤维，辅助聚硅氮烷，经大孔丝网印刷，使短切碳纤维不但分散均匀，而且聚硅氮烷在胺环境固化后牢固粘合短切碳纤维，形成以纤维网孔附着在基膜，克服了直接涂布、浸润碳粉浆料造成的微孔堵塞。进一步，采用卷对卷印刷制备气体扩散层，可以成卷连续印刷，成本大幅降低，而且适合于规模化生产，成卷的气体扩散层易于成卷的质子交换膜匹配制备膜电极。整个制备方法具有连续化、稳定化、低能耗，低材料消耗的特征。

具体实施方式

[0026] 以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本发明的范围内。

[0027] 实施例1

[0028] 一种卷对卷印刷低成本制备燃料电池气体扩散层的方法，包括以下步骤：

[0029] （1）、制备改性基膜：将导电碳粉按照固液比2kg:7L分散在丙烯酸乳液中得到导电液，将基膜浸润所述导电液30h后，干燥，卷取成卷，得到改性基膜；所述导电碳粉为粒径小于10μm的石墨烯；所述基膜为无纺布，所述无纺布为孔径为150μm的聚四氟乙烯无纺布；所述干燥为采用100℃强热氮气流进行2h吹干；

[0030] （2）、将印刷油墨印刷在改性基膜上，在甲胺的蒸汽氛围处理60min，经干燥后压合保护膜，卷取；所述印刷油墨是由短切碳纤维与聚硅氮烷、粘度调节剂按照重量比5:90:5混合后经超声分散4h得到；所述短切碳纤维的长度小于0.2mm；所述粘度调节剂为羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酸钠、气相二氧化硅按照重量比5:7:4的混合物；所述印刷采用卷对卷丝网印刷机进行丝网印刷；所述丝网印刷的丝网孔为大菱形孔，菱形孔对角线长0.4mm，丝印刮刀压力为0.7MPa，印刷量控制在80g/m2，所述保护膜为亲水性的聚乙烯醇薄膜；所述保护膜在气体扩散层使用时进行去除；

[0031] （3）、重复步骤（2），将印刷油墨卷对卷印刷在改性基膜的另一面上，在甲胺的蒸汽氛围处理60min，经干燥后压合保护膜，连续卷取，得到燃料电池气体扩散层。

[0032] 本发明样品采用碳纤维质量浓度为5%的油墨，印刷量控制为80 g/m2，测试得到的气体扩散层的孔隙率和疏水效果，如表1。

[0033] 实施例2

[0034] 一种卷对卷印刷低成本制备燃料电池气体扩散层的方法，包括以下步骤：

[0035] （1）、制备改性基膜：将导电碳粉按照固液比1kg:5L分散在丙烯酸乳液中得到导电液，将基膜浸润所述导电液32h后，干燥，卷取成卷，得到改性基膜；所述导电碳粉为粒径小于10μm的天然石墨；所述基膜为无纺布，所述无纺布为孔径为120μm的聚四氟乙烯无纺布；所述干燥为采用100℃强热氮气流进行1h吹干；

[0036] （2）、将印刷油墨印刷在改性基膜上，在二乙胺的蒸汽氛围处理90min，经干燥后压合保护膜，卷取；所述印刷油墨是由短切碳纤维与聚硅氮烷、粘度调节剂按照重量比5:90: 5混合后经超声分散3h得到；所述短切碳纤维的长度小于0.2mm；所述粘度调节剂为羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酸钠、气相二氧化硅按照重量比2:5:3的混合物；所述印刷采用卷对卷丝网印刷机进行丝网印刷；所述丝网印刷的丝网孔为大菱形孔，菱形孔对角线长0.4mm，丝印刮刀压力为0.7MPa，印刷量控制在80g/m2；所述保护膜为亲水性的聚乙烯醇薄膜；所述保护膜在气体扩散层使用时进行去除；

[0037] （3）、重复步骤（2），将印刷油墨卷对卷印刷在改性基膜的另一面上，在二乙胺的蒸汽氛围处理90min，经干燥后压合保护膜，连续卷取，得到燃料电池气体扩散层。

[0038] 本发明样品采用碳纤维质量浓度为5%的油墨，印刷量控制为80 g/m2，测试得到的气体扩散层的孔隙率和疏水效果，如表1。

[0039] 实施例3

[0040] 一种卷对卷印刷低成本制备燃料电池气体扩散层的方法，包括以下步骤：

[0041] （1）、制备改性基膜：将导电碳粉按照固液比3kg:8L分散在丙烯酸乳液中得到导电液，将基膜浸润所述导电液35h后，干燥，卷取成卷，得到改性基膜；所述导电碳粉为粒径小于10μm的球状石墨；所述基膜为无纺布，所述无纺布为孔径为180μm的聚四氟乙烯无纺布；所述干燥为采用100℃强热氮气流进行1h吹干；

[0042] （2）、将印刷油墨印刷在改性基膜上，在二异丁基胺的蒸汽氛围处理50min，经干燥后压合保护膜，卷取；所述印刷油墨是由短切碳纤维与聚硅氮烷、粘度调节剂按照重量比5:90:5混合后经超声分散4h得到；所述短切碳纤维的长度小于0.2mm；所述粘度调节剂为羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酸钠、气相二氧化硅按照重量比8:9:3的混合物；所述印刷采用卷对卷丝网印刷机进行丝网印刷；所述丝网印刷的丝网孔为大菱形孔，菱形孔对角线长0.3mm，丝印刮刀压力为0.6MPa，印刷量控制在90g/m2；所述保护膜为亲水性的聚乙烯醇薄膜；所述保护膜在气体扩散层使用时进行去除；

[0043] （3）、重复步骤（2），将印刷油墨卷对卷印刷在改性基膜的另一面上，在二异丁基胺的蒸汽氛围处理50min，经干燥后压合保护膜，连续卷取，得到燃料电池气体扩散层。

[0044] 本发明样品采用碳纤维质量浓度为5%的油墨，印刷量控制为90 g/m2，测试得到的气体扩散层的孔隙率和疏水效果，如表1。

[0045] 实施例4

[0046] 一种卷对卷印刷低成本制备燃料电池气体扩散层的方法，包括以下步骤：

[0047] （1）、制备改性基膜：将导电碳粉按照固液比3kg:9L分散在丙烯酸乳液中得到导电液，将基膜浸润所述导电液32h后，干燥，卷取成卷，得到改性基膜；所述导电碳粉为粒径小于10μm的天然石墨；所述基膜为无纺布，所述无纺布为孔径为80μm的聚四氟乙烯无纺布；所述干燥为采用100℃强热氮气流进行3h吹干；

[0048] （2）、将印刷油墨印刷在改性基膜上，在戊胺的蒸汽氛围处理45min，经干燥后压合保护膜，卷取；所述印刷油墨是由短切碳纤维与聚硅氮烷、粘度调节剂按照重量比5:90:5混合后经超声分散4h得到；所述短切碳纤维的长度小于0.2mm；所述粘度调节剂为羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酸钠、气相二氧化硅按照重量比7:7:4的混合物；所述印刷采用卷对卷丝网印刷机进行丝网印刷；所述丝网印刷的丝网孔为大菱形孔，菱形孔对角线长0.3mm，丝印刮刀压力为0.6MPa，印刷量控制在90g/m2；所述保护膜为亲水性的聚乙烯醇薄膜；所述保护膜在气体扩散层使用时进行去除；

[0049] （3）、重复步骤（2），将印刷油墨卷对卷印刷在改性基膜的另一面上，在戊胺的蒸汽氛围处理45min，经干燥后压合保护膜，连续卷取，得到燃料电池气体扩散层。

[0050] 本发明样品采用碳纤维质量浓度为5%的油墨，印刷量控制为90 g/m2，测试得到的气体扩散层的孔隙率和疏水效果，如表1。

[0051] 实施例5

[0052] 一种卷对卷印刷低成本制备燃料电池气体扩散层的方法，包括以下步骤：

[0053] （1）、制备改性基膜：将导电碳粉按照固液比2kg:9L分散在丙烯酸乳液中得到导电液，将基膜浸润所述导电液36h后，干燥，卷取成卷，得到改性基膜；所述导电碳粉为粒径小于10μm的石墨烯；所述基膜为无纺布，所述无纺布为孔径为200μm的聚四氟乙烯无纺布；所述干燥为采用100℃强热氮气流进行3h吹干；

[0054] （2）、将印刷油墨印刷在改性基膜上，在二丁基胺的蒸汽氛围处理30min，经干燥后压合保护膜，卷取；所述印刷油墨是由短切碳纤维与聚硅氮烷、粘度调节剂按照重量比5:90:5混合后经超声分散5h得到；所述短切碳纤维的长度小于0.2mm；所述粘度调节剂为羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酸钠、气相二氧化硅按照重量比6:9:2的混合物；所述印刷采用卷对卷丝网印刷机进行丝网印刷；所述丝网印刷的丝网孔为大菱形孔，菱形孔对角线长0.2mm，
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丝印刮刀压力为0.5MPa，印刷量控制在60g/m ；所述保护膜为亲水性的聚乙烯醇薄膜；所述保护膜在气体扩散层使用时进行去除；

[0055] （3）、重复步骤（2），将印刷油墨卷对卷印刷在改性基膜的另一面上，在二丁基胺的蒸汽氛围处理30min，经干燥后压合保护膜，连续卷取，得到燃料电池气体扩散层。

[0056] 本发明样品采用碳纤维质量浓度为5%的油墨，印刷量控制为60 g/m2，测试得到的气体扩散层的孔隙率和疏水效果，如表1。

[0057] 对比例1

[0058] 对比例1采用市售孔隙率85%的碳纤维纸为基材，然后将碳粉分散在聚四氟乙烯液中，得到碳粉质量浓度为5%的油墨，进行单片丝网印刷；测试得到的气体扩散层的孔隙率和疏水效果；如表1。

[0059] 孔隙率：采用压汞法测试计算实验样品的孔隙率。

[0060] 疏水性能测试：在室温25℃、湿度为35%条件下，采用无柄水滴法进行测试实验样品的疏水性，利用水接触角测量仪测得试样的接触角。

[0061] 表1

[0062] 性能指标 孔隙率（%） 疏水性（接触角度）实施例1 79.3 132
实施例2 76.7 130
实施例3 78.5 131
实施例4 79.2 128
实施例5 79.0 133
对比例1 61.5 137

[0063] 通过检测，本发明气体扩散层保持了较佳的微孔，孔隙率较高，而传统的对比例则由于碳粉和聚四氟乙烯造成微孔的堵塞；同时本发明没有采用聚四氟乙烯涂覆液，仍然保持了接近于聚四氟乙烯涂敷的疏水性；而且本发明采用卷对卷印刷制备气体扩散层，可以成卷连续印刷，成本大幅降低，而且适合于规模化生产，成卷的气体扩散层易于成卷的质子交换膜匹配制备膜电极。整个制备方法具有连续化、稳定化、低能耗，低材料消耗的特征。