膜电极催化剂浆料制备用分散装置[实用新型专利]

(12)实用新型专利

(10)授权公告号 CN 211754235 U(45)授权公告日 2020.10.27

(21)申请号 201922449103.7(22)申请日 2019.12.31

(73)专利权人 中科院大连化学物理研究所张家

港产业技术研究院有限公司

地址 215600 江苏省苏州市张家港保税区

新兴产业育成中心A栋207室(72)发明人 张洪杰　郝金凯　邵志刚　路文龙　

韩涤非　(51)Int.Cl.

B01F 7/18(2006.01)B01F 15/00(2006.01)B01F 11/02(2006.01)B01F 15/06(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页 附图3页

CN 211754235 U(54)实用新型名称

膜电极催化剂浆料制备用分散装置(57)摘要

本实用新型公开了一种膜电极催化剂浆料制备用分散装置，包括超声分散机的框体，所述框体安置在机架板上，所述框体内设有供催化剂

所述机架板上铰接设有搅拌浆料存储的储料桶，

电机，所述搅拌电机的输出轴上连接有可伸入储料桶内的搅拌件，所述框体内设有储液腔，所述储液腔内存储有冷却液，所述框体上设有与储液腔连通的冷却液进液口，所述框体底部设有分别与储料桶、储液腔连通的出料管、冷却液出液管，所述出料管和冷却液出液管内均设有电磁开关阀；可以通过低温循环保证超声过程中温度处于恒定低温状态，通过搅拌装置和超声功能一体化，缩短分散时间，提高生产效率。

CN 211754235 U

权　利　要　求　书

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1.一种膜电极催化剂浆料制备用分散装置，包括超声分散机的框体(1)，其特征在于：所述框体(1)安置在机架板(12)上，所述框体(1)内设有供催化剂浆料存储的储料桶(13)，所述机架板(12)上铰接设有搅拌电机(4)，所述搅拌电机(4)的输出轴上连接有可伸入储料桶(13)内的搅拌件(41)，所述框体(1)内设有储液腔(3)，所述储液腔(3)内存储有冷却液，所述框体(1)上设有与储液腔(3)连通的冷却液进液口(5)，所述框体(1)底部设有分别与储料桶(13)、储液腔(3)连通的出料管(31)、冷却液出液管（52），所述出料管(31)和冷却液出液管（52）内均设有电磁开关阀(6)。

2.根据权利要求1所述的一种膜电极催化剂浆料制备用分散装置，其特征在于：所述搅拌件(41)由多根圆周阵列的弯杆构成。

3.根据权利要求1所述的一种膜电极催化剂浆料制备用分散装置，其特征在于：所述框体(1)底部固定设有与机架板(12)连接固定的金属支撑支架(11)，所述金属支撑支架(11)为0.5-1m。

4.根据权利要求1所述的一种膜电极催化剂浆料制备用分散装置，其特征在于：所述储料桶(13)为透明钢化玻璃。

5.根据权利要求1所述的一种膜电极催化剂浆料制备用分散装置，其特征在于：所述冷却液进液口（5）设置在框体(1)上表面远离搅拌电机(4)处，所述冷却液进液口（5）处设有密封盖(51)。

6.根据权利要求1所述的一种膜电极催化剂浆料制备用分散装置，其特征在于：所述搅拌件(41)为不锈钢搅拌头。

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说　明　书

膜电极催化剂浆料制备用分散装置

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技术领域

[0001]本实用新型专利涉及燃料电池制备设备领域，具体涉及一种燃料电池用催化剂浆料分散装置。

背景技术

[0002]在燃料电池膜电极组件的制备过程中，催化剂浆料的制备有着至关重要的作用。喷涂、涂布以及热转印方式都对催化剂浆料的分散要求严格，催化剂浆料配制过程中要求分散性好，不团聚，配制速度快；但是在整个生产过程中，这些要求往往相互矛盾制约。[0003]团聚现象是纳米化合物分散过程中的一个难题。纳米颗粒由于粒度小，表面原子比例大，比表面积大，表面能大，处于能量不稳定状态，因而很容易凝并、团聚，形成二次粒子，使粒子粒径变大，失去纳米颗粒所具备的特性，给纳米浆料的制备和保存带来了很大困难，在当今的纳米粉体制备工艺中，防止粒子团聚作为一项重要工作，其目的就是收集粒度分布范围窄、分布均匀且无团聚大颗粒出现的高纯粉体。颗粒的团聚可分为两种：软团聚和硬团聚，软团聚主要是由颗粒间的静电力和范德华力所致，由于作用力较弱可以通过一些化学作用或施加机械能的方式来消除；硬团聚形成的原因除了静电力和范德华力之外，还存在化学键作用。

[0004]在现有的催化剂浆料制备途径中，一般采用超声或者搅拌的方式进行制备，通过机械分散的方式把颗粒团聚打散。此外，在催化剂浆料配制过程中，适当加入一些分散剂，但是此种方法会造成催化剂活性降低，影响催化性能等缺陷。铂金属纳米颗粒，一方面表面能高，处于能量的不稳定状态，很容易发生聚集从而达到稳定的状态；另一方面纳米颗粒之间的距离较短，相互间的范德华引力远大于自身的重力，因此往往相互吸引而发生团聚。在超声分散过程中，必须控制超声水体的温度，催化剂浆料在稍高温度下会发生颗粒团聚，团聚后很难通过超声再分散，因此超声过程中温度的影响至关重要。实用新型内容

[0005]本实用新型的目的是提供一种燃料电池用催化剂浆料分散装置，其优点在于，可以通过低温循环保证超声过程中温度处于恒定低温状态，防止催化剂浆料的颗粒团聚，通过搅拌装置和超声功能一体化，缩短分散时间，提高生产效率。

[0006]本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的: 一种膜电极催化剂浆料制备用分散装置，包括超声分散机的框体，所述框体安置在机架板上，所述框体内设有供催化剂浆料存储的储料桶，所述机架板上铰接设有搅拌电机，所述搅拌电机的输出轴上连接有可伸入储料桶内的搅拌件，所述框体内设有储液腔，所述储液腔内存储有冷却液，所述框体上设有与储液腔连通的冷却液进液口，所述框体底部设有分别与储料桶、储液腔连通的出料管、冷却液出液管，所述出料管和冷却液出液管内均设有电磁开关阀。[0007]本实用新型进一步设置为：所述搅拌件由多根圆周阵列的弯杆构成。[0008]本实用新型进一步设置为：所述框体底部固定设有与机架板连接固定的金属支撑

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支架，所述金属支撑支架为0.5-1m。[0009]本实用新型进一步设置为：所述储料桶为透明钢化玻璃。[0010]本实用新型进一步设置为：所述冷却液进液口设置在框体上表面远离搅拌电机处，所述冷却液进液口处设有密封盖。[0011]本实用新型进一步设置为：所述搅拌件为不锈钢搅拌头。[0012]综上所述，本实用新型具有以下有益效果：[0013]1、本分散装置内设置供冷却液存储的储液腔，通过低温循环保证超声过程中温度处于恒定低温状态，防止催化剂浆料的颗粒团聚；[0014]2、本分散装置上设置搅拌电机，通过搅拌装置和超声功能一体化，缩短分散时间，提高生产效率；[0015]3、本分散装置的搅拌件由多根圆周阵列的弯杆构成，可以有效增大对催化剂浆料的搅拌接触面积，提高搅拌效率和搅拌质量；[0016]4、本分散装置框体的底部放置可以拿取的储料桶，便于对搅拌完成的催化剂浆料进行收集；[0017]5、本分散装置集合超声分散机和搅拌电机，实现对催化剂浆料的分散和搅拌同时进行，保证催化剂浆料的均匀性；[0018]6、本分散装置的搅拌电机铰接设置，可以实现翻转，便于快速下料，不会造成妨碍；

[0019]7、本分散装置整体结构小巧，主要用于实验室浆料搅拌用，可以直接置于试验台上，便于工作人员对所搅拌浆料的“随用随取”。附图说明

[0020]图1本分散装置的整体结构示意图；[0021]图2是本分散装置的前视图；[0022]图3是图2中B-B的剖视图，也是储液腔的示意图；[0023]图中：1、框体；11、金属支撑支架；12、机架板；13、储料桶；2、支座；21、电机控制面板；3、储液腔；31、出料管；4、搅拌电机；41、搅拌件；5、冷却液进液口；51、密封盖；52、冷却液出料管；6、电磁开关阀；7、冷却液控制开关；8、下料管控制开关；9、集料桶。具体实施方式

[0024]以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。[0025]实施例：本实用新型提供了一种膜电极催化剂浆料制备用分散装置，如图1和2所示，包括超声分散机的框体1，框体1通过高为0.8m的四根金属支撑支架11固定安置在机架板12上，框体1内设有供催化剂浆料存储的由钢化玻璃制成的储料桶13，其壁厚为0.8cm，机架板12的一端位置处固定设置有支座2，支座2顶部高于框体1顶部，并且支座2顶部铰接设有搅拌电机4，支座2表面设置电机控制面板21，搅拌电机4的输出轴上连接有可伸入储料桶13内的不锈钢材质的搅拌件41，搅拌件41由多根圆周阵列的弯杆构成，可以有效增大对催化剂浆料的搅拌接触面积，提高搅拌效果。[0026]如图3所示，框体1内设有储液腔3，储液腔3内存储有冷却液，框体1上远离搅拌电

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机4处设有与储液腔3连通的冷却液进液口5，在冷却液进液口5处设置密封盖51用来密封，防止溶剂挥发。框体1底部设有分别与储料桶13、储液腔3连通的出料管31、冷却液出液管，出料管31和冷却液出液管52内均设有电磁开关阀6，超声分散机的框体1上设有分别控制出料管31、冷却液出液管52中电磁开关阀6的冷却液控制开关7、下料管控制开关8，即冷却液控制开关7用以控制冷却液出液管52的通断，进行置换冷却液；下料管控制开关8用以控制出料管31的通断，进行对储料桶13内完成超声和分散的催化剂浆料的放料。并且，在机架板12上位于出料管31的正下方放置有一个集料桶9，用以收集搅拌分散完成的催化剂浆料，集料桶9可以直接拿取，便于催化剂浆料的拿取。[0027]具体实施方式：将催化剂浆料倒入储料桶13内，框体1内注入液体，通过冷却液进液口5处向储液腔3内注入冷却液，之后通过密封盖51将冷却液进液口5封闭，出料管31和冷却液出液管52在电磁开关阀6的作用下均处于封闭状态，之后摆动搅拌电机4，使其搅拌件41顺利伸入储料桶13内，通过操控电机控制面板21，实现搅拌电机4带动搅拌件41对储料桶13内催化剂浆料的搅拌工作，同时超声分散机工作，框体1内液体振动传递至储料桶13中，并实现对储料桶13内催化剂浆料的分散作用，搅拌和分散工作过程中，可以通过冷却液控制开关7控制冷却液出液管52处电磁开关阀6的开启，实现对冷却液的置换，保证冷却液起到对框体1的有效降温；搅拌和分散完成后，下料管控制开关8控制出料管31的开启，储料桶13内的催化剂浆料通过出料管31存储于集料桶9内，完成下料。[0028]需要说明的是通过以上分散装置，可以保证催化剂浆料快速均匀的分散好，缩短生产时间，提高生产效率。

[0029]本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

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图1

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图2

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图3

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