1.一种用于燃料电池的单部件,其特征在于:所述单部件是一种多组元的复合膜,包含聚乙烯醇、阴离子交换树脂、全氟磺酸树脂、过渡金属氧化物和过渡金属氢氧化物五种组元,其中以聚乙烯醇与全氟磺酸树脂均匀混合构成膜基体、阴离子交换树脂以颗粒形式嵌在膜基体且阴离子交换树脂颗粒的直径与所述单部件厚度相等,使得阴离子交换树脂颗粒与所述膜基体形成的微相界面贯通单部件的厚度方向;所述过渡金属氧化物和所述过渡金属氢氧化物均以纳米颗粒形式均匀分散在所述膜基体内。
2.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池的单部件,其特征在于:所述阴离子交换树脂颗粒的直径为50~500微米。
3.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池的单部件,其特征在于:所述过渡金属氧化物纳米颗粒的直径为2~200纳米。
4.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池的单部件,其特征在于:所述过渡金属氢氧化物为氢氧化铁、氢氧化钴或氢氧化镍;所述过渡金属氧化物为氧化铁、氧化钴或氧化镍。
5.根据权利要求1~4任一项所述的一种用于燃料电池的单部件的制备方法,其特征在于包括如下步骤:
1)将聚乙烯醇粉末溶于去离子水,加热并搅拌,获得PVA凝胶;将Nafion溶液加入PVA凝胶,加热并搅拌,获得PVA-Nafion凝胶;
2)将步骤1)制得的部分PVA-Nafion凝胶用涂膜法在玻璃基底上涂一层厚度为t1的膜,自然晾干;测量晾干的PVA-Nafion膜的膜厚度为t2,获得PVA-Nafion膜的收缩比为t2/t1;
3)测试阴离子交换树脂颗粒的阴离子电导率σ阴和步骤2)制得的PVA-Nafion膜的阳离子电导率σ阳;
4)将阴离子交换树脂颗粒加入步骤1)获得的PVA-Nafion凝胶,加入的阴离子交换树脂颗粒与PVA-Nafion凝胶的体积比为σ阳:σ阴,加热并搅拌形成第二凝胶;所述阴离子交换树脂颗粒的直径为d;
5)将过渡金属可溶盐和氢氧化钠加入步骤4)获得的第二凝胶,加热搅拌,产生过渡金属氢氧化物;之后再加入过渡金属氧化物纳米颗粒,获得包含过渡金属氢氧化物和过渡金属氧化物的单部件凝胶;
6)将步骤5)获得的单部件凝胶涂覆在基板上形成湿膜,所涂的湿膜厚度为t1*d/t2;湿膜于室温晾干后制得所述的单部件。
6.根据权利要求5所述的一种用于燃料电池的单部件的制备方法,其特征在于:步骤5)所述过渡金属可溶盐为氯化镍溶液、氯化钴溶液或氯化铁溶液。
7.根据权利要求5所述的一种用于燃料电池的单部件的制备方法,其特征在于:步骤5)过渡金属氧化物为氧化镍、氧化钴或氧化铁。
8.根据权利要求5所述的一种用于燃料电池的单部件的制备方法,其特征在于:所述阴离子交换树脂颗粒的直径d为50~500微米。
9.一种燃料电池,其特征在于:所述燃料电池包含权利要求1~4任一项所述的单部件。