从热处理的杂原子胺前体衍生的用于燃料电池应用的非-PGM阴极催化剂制造技术

公开一种利用牺牲性载体方法和廉价易得的聚合物前体作为氮和碳的来源制备M-N-C催化剂的方法。示例性聚合物前体包括不具有初始催化活性的非卟啉前体。适合的非催化非卟啉前体的实例包括但不必限于与铁形成络合物的低分子量前体，例如4-氨基安替比林、苯二胺、羟基琥珀酰亚胺、乙醇胺等。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】从热处理的杂原子胺前体衍生的用于燃料电池应用的非-PGM阴极催化剂相关申请的交叉引用 以下申请要求2011年6月15日提交的美国临时申请61/497，444、2012年3月2日提交的61/606，109、2012年4月6日提交的61/621084和2012年4月6日提交的61/621，095的权益，各申请通过引用以其全文结合到本文中。背景 燃料电池作为可行的替代能量，正受到越来越多的关注。通常，燃料电池使电化学能量以环境清洁和有效的方式转化成电能。预期燃料电池作为各种物品的潜在能源，由小电子器件到汽车和家居。为了满足不同的能量需求，现今已有一些不同类型的燃料电池，各自具有不同的化学组成、需要和用途。作为一个实例，直接甲醇燃料电池(DMFC)依赖甲醇在电催化剂层上氧化生成二氧化碳。水在阳极消耗并在阴极产生。正离子(H+)跨质子交换膜输送到阴极，在此与氧反应产生水。然后，电子可通过外电路从阳极输送到阴极，为外源提供电力。作为另一个实例，聚合物电解质膜(PEM)燃料电池(也称为质子交换膜燃料电池)用纯氢(一般由氢罐提供)作为燃料。氢流输送到膜-电极组件(MEA)的阳极侧，在此催化分解成质本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备适用于燃料电池的金属‑氮‑碳催化剂的方法，所述方法包括：提供牺牲性模板颗粒；使一种或多种过渡金属前体和不具有初始催化活性的非卟啉前体沉淀到所述牺牲性模板颗粒上，以产生分散的前体；使所述分散的前体热解；并且去除所述牺牲性模板颗粒，以产生高分散、自担载、高表面积电催化材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.15 US 61/497444;2012.03.02 US 61/606109;201.一种制备适用于燃料电池的金属-氮-碳催化剂的方法，所述方法包括: 提供牺牲性模板颗粒； 使一种或多种过渡金属前体和不具有初始催化活性的非卟啉前体沉淀到所述牺牲性模板颗粒上，以产生分散的前体； 使所述分散的前体热解；并且 去除所述牺牲性模板颗粒，以产生高分散、自担载、高表面积电催化材料。2.权利要求1的方法，其中所述非卟啉前体与铁形成络合物。3.权利要求1的方法，其中所述非卟啉前体为4-氨基安替比林。4.权利要求1的方法，其中所述过渡金属前体为铁前体。5.权利要求1的方法，其中所述一种或多种过渡金属前体选自Ce、Cr、Cu、Mo、N1、Ru、Ta、T1、V、W和Zr的前体。6.权利要求1的方法，其中使用所述至少两种不同的金属前体，得到多金属催化剂。7.权利要求1的方法，其中其中选择使用所述牺牲性模板颗粒和非卟啉前体，以使所述电催化材料的反应机制向4e_途径转换。8.权利要求1的方法，其中所述牺牲性模板颗粒包含至少两个颗粒群，其中每个群具有不同于其它群的平均粒径，得到具有多峰孔分布的电催化材料。9.权利要求8的方法，其中所述电催化材料包含具有20-60nm平均直径的孔群和具有100-200n...

【专利技术属性】
技术研发人员：A塞罗夫，B哈列维，K阿特于什科瓦，PB阿塔纳索夫，UA马丁内斯，
申请(专利权)人：STCUNM公司，
类型：发明
国别省市：美国;US