电化学电池电极制造技术

本发明专利技术提供一种电化学电池电极。具体地，电化学电池电极(100)包括纳米结构催化剂载体层(102)，其具有第一和第二大致相反的主侧(103，104)。第一侧(103)包括纳米结构元件(106)，包括远离第一侧(103)突出的载体晶须(108)。载体晶须(108)具有在其上第一纳米级电催化剂层(110)和在第二侧(104)上包含贵金属合金的第二纳米级电催化剂层(112)。文中描述的电化学电池电极(100)可用作，例如，用于燃料电池的燃料电池催化剂电极。

Electrochemical cell electrode

The present invention provides an electrochemical cell electrode. In particular, the electrochemical cell electrode (100) includes a nanostructured catalyst carrier layer (102) having a first and second substantially opposing main sides (103104). The first side (103) includes a nanostructured element (106) including a carrier whisker (108) projecting away from the first side (103). The carrier whisker (108) has a second nanometer scale electrocatalyst layer (112) containing a noble metal alloy on the first nanometer scale electrocatalyst layer (110) and on the second side (104). An electrochemical cell electrode (100) described in this article can be used as a fuel cell catalyst electrode for a fuel cell, for example.

【技术实现步骤摘要】
电化学电池电极本申请是PCT国际申请日为2012年12月19日，PCT国际申请号为PCT/US2012/070634、国家申请号为201280065196.1并且专利技术名称为“电化学电池电极”的申请的分案申请。相关专利申请的交叉引用本专利申请要求2011年12月29日提交的美国临时专利申请61/581351的权益，该临时专利申请的公开内容以引用方式全文并入本文。
本专利技术涉及电化学电池领域，具体地，本专利技术涉及一种电化学电池电极。
技术介绍
用于机动车应用的聚合物电解质膜(PEM)燃料电池需要达到严格的性能、耐久性、和成本要求。催化剂系统在确定燃料电池的成本、性能、和耐久性特性中起到重要作用。一般来讲，燃料电池催化剂应尽可能有效地利用催化剂质量。即，应增加质量比表面积(m2/g)使得表面积与质量的比尽可能高，而不失去用于氧还原反应(ORR)的比活性。催化剂的另一个官能性能特征是燃料电池商业上需要在高电流密度下具有改善的性能。催化剂的又一个性能特征是燃料电池商业上需要在高温低湿度下(即，在高于约80℃的操作电池或叠堆温度上当入口气体的露点小于约60℃)或低温高湿度下(即当叠堆温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电化学电池电极，包括具有第一主侧和大致相反的第二主侧的纳米结构催化剂载体层，其中所述第一主侧包括纳米结构元件，所述纳米结构元件包括远离所述第一主侧突出的载体晶须，所述载体晶须在其上具有第一纳米级电催化剂层，并且所述第二主侧上的第二纳米级电催化剂层包含贵金属合金，其中所述第二主侧上的所述贵金属合金包含至少一种过渡金属，其中所述第二纳米级电催化剂层的贵金属是Pt、Ir、Au、Os、Re、Pd、Rh或Ru中的至少一种，并且其中所述至少一种过渡金属是Ni、Co、Ti、Mn或Fe中的至少一种。

【技术特征摘要】
2011.12.29 US 61/581,3511.一种电化学电池电极，包括具有第一主侧和大致相反的第二主侧的纳米结构催化剂载体层，其中所述第一主侧包括纳米结构元件，所述纳米结构元件包括远离所述第一主侧突出的载体晶须，所述载体晶须在其上具有第一纳米级电催化剂层，并且所述第二主侧上的第二纳米级电催化剂层包含贵金属合金，其中所述第二主侧上的所述贵金属合金包含至少一种过渡金属，其中所述第二纳米级电催化剂层的贵金属是Pt、Ir、Au、Os、Re、Pd、Rh或Ru中的至少一种，并且其中所述至少一种过渡金属是Ni、Co、Ti、Mn或Fe中的至少一种。2.根据权利要求1所述的电化学电池电极，其中所述载体层具有0.3微米至2微米范围内的平均厚度。3.根据权利要求1所述的电化学电池电极，其中所述晶须具有20nm至60nm范围内的平均横截面尺寸和0.3微米至3微米范围内的平均长度。4.根据权利要求1所述的电化学电池电极，其中所述第一纳米级电催化剂层和第二纳米级电催化剂层独立地具有0.1nm至50nm范围内的平均平面等值厚度，其中所述平均平面等值厚度是假设层的总质量均匀铺展在覆盖与表面相同的投影面积的平面上所计算的平均厚度。5.根据权利要求1所述的电化学电池电极，其中所述纳米结构元件包含第一材料，并且其中在其上具有所述第二纳米级电催化剂层的所述第二主侧还包含所述第一材料。6.根据权利要求5所述的电化学电池电极，其中所述第二主侧上的所述第一材料具有10nm...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克·K·德比，埃米·E·赫斯特，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US