The invention belongs to the field of proton exchange membrane fuel cell, in particular to a porous carbon-free catalyst for proton exchange membrane fuel cell and a preparation method thereof. The catalyst contains porous cerium carrier and metal particles. The porous cerium carrier is composed of cerium oxide nanoparticles and polyvinylpyrrolidone. The size of the metal particles is 0.3 ~ 200 nm, and the load of the metal particles is 0.1 99.9% of the total mass of the catalyst.
【技术实现步骤摘要】
一种质子交换膜燃料电池用多孔无碳催化剂及其制备方法
本专利技术属于质子交换膜燃料电池领域，具体涉及一种质子交换膜燃料电池用多孔无碳催化剂及其制备方法。背景说明质子交换膜燃料电池以其高的能量转换效率和功率密度、低污染甚至零污染等优点，可有效解决能源危机与环境问题，受到世界各国政府、企业与科研机构的重视。目前质子交换膜燃料电池普遍使用碳载体负载Pt基金属作为催化剂。但碳载体在质子交换膜燃料电池运行条件下，易发生腐蚀、氧化而导致所负载金属颗粒迁移、团聚长大进而降低催化活性。因而采用在质子交换膜燃料电池运行条件具有高稳定性的非碳材料制备无碳催化剂，是提高催化剂耐久性的一个重要途径。氧化铈是一种具有化学和电化学稳定性的氧化物陶瓷材料，可与金属颗粒发生较强的相互作用。本专利技术提出制备多孔氧化铈并负载金属颗粒，以提高催化剂的活性和耐久性。多孔氧化铈与块状氧化铈相比具有更大的比表面积和丰富的孔结构，以及较高浓度的氧空穴，可进一步提高所负载金属颗粒的催化活性与稳定性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种质子交换膜燃料电池用多孔无碳催化剂及其制备方法。为实现上述目的，本专利...
【技术保护点】
1.一种质子交换膜燃料电池用多孔无碳催化剂，其特征在于：催化剂包含多孔氧化铈载体与金属颗粒，金属颗粒载量为催化剂总质量的0.1‑99.9%。
【技术特征摘要】
1.一种质子交换膜燃料电池用多孔无碳催化剂，其特征在于：催化剂包含多孔氧化铈载体与金属颗粒，金属颗粒载量为催化剂总质量的0.1-99.9%。2.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池用多孔无碳催化剂，其特征在于：多孔氧化铈载体由氧化铈纳米颗粒与聚乙烯吡咯烷酮组成，其中氧化铈纳米颗粒的尺寸为0.4~200nm，聚乙烯吡咯烷酮的平均分子量为8000-700000。3.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池用多孔无碳催化剂，其特征在于：金属颗粒的尺寸为0.3-200nm，为贵金属或贵金属与非贵金属的合金；其中贵金属包括金、银、铂、钌、铑、钯、锇、铱中的一种或几种；非贵金属包括铝、镁、钾、钠、钙、锶、钡、铜、铅、锌、锡、钴、镍、铁、铬、锰、锑、汞、镉、铋、铍、锂、铷、铯、钛、锆、铪、钒、铌、钽、钨、钼、镓、铟、铊、锗、铼、镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇、钍中的一种或几种。4.一种制备如权利要求1所述的质子交换膜燃料电池用多孔无碳催化剂的方法，其特征在于：包括以下步骤：1）将氧化铈前驱体与聚乙烯吡咯烷酮分散于溶剂中；2）向步骤1）所得溶液中加入碱溶液并搅拌；3）向步骤2）所得悬浮液中加入金属前驱...
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