催化剂制造技术

本发明专利技术提供了一种催化剂，所述催化剂包括Ir层，所述Ir层具有外层，所述外层具有直接位于其上的包含Pt的层，其中所述Ir层的平均厚度在0.04纳米至30纳米的范围内，其中所述包含Pt的层的平均厚度在0.04纳米至50纳米的范围内，并且其中所述Pt和所述Ir以0.01:1至10:1范围内的原子比存在。本文所述的催化剂可用于例如燃料电池膜电极组件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】催化剂相关申请的交叉引用本申请要求2018年4月13日提交的美国临时专利申请62/657184的权益，该专利的公开内容全文以引用方式并入本文。本专利技术在DOE授予的政府支持下进行，合同号为DE-EE0007270。政府对本专利技术享有一定的权利。
技术介绍
燃料电池通过燃料的电化学氧化和氧化剂的还原来产生电力。燃料电池通常根据电解质的类型和燃料与氧化剂反应物的类型来分类。一种类型的燃料电池为聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)，其中电解质为聚合物离子导体，并且反应物为氢燃料和作为氧化剂的氧气。氧气通常由环境空气提供。PEMFC通常需要使用电催化剂来提高氢氧化反应(HOR)和氧还原反应(ORR)的反应速率，这改善了PEMFC性能。PEMFC电催化剂通常包含铂，一种相对昂贵的贵金属。通常期望使PEMFC中的铂含量最小化，从而提高每单位催化剂表面积的催化剂活性(比活性)并提高每催化剂质量的催化剂表面积(比表面积或比面积)。HOR和ORR发生在催化剂表面上，因此提高比表面积和/或比活性可减小装置以使成本最小化。然而，需要足够的铂含量以提供足够的催化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种催化剂，所述催化剂包括Ir层，所述Ir层具有外层，所述外层具有直接位于其上的包含Pt的层，其中所述Ir层的平均厚度在0.04纳米至30纳米的范围内，其中所述包含Pt的层的平均厚度在0.04纳米至50纳米的范围内，并且其中所述Pt和所述Ir以0.01:1至10:1范围内的原子比存在。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180413 US 62/657,1841.一种催化剂，所述催化剂包括Ir层，所述Ir层具有外层，所述外层具有直接位于其上的包含Pt的层，其中所述Ir层的平均厚度在0.04纳米至30纳米的范围内，其中所述包含Pt的层的平均厚度在0.04纳米至50纳米的范围内，并且其中所述Pt和所述Ir以0.01:1至10:1范围内的原子比存在。


2.根据权利要求1所述的催化剂，其中所述催化剂的表面积比在不存在所述Ir层的情况下将存在的表面积大至少20％。


3.根据权利要求1或2所述的催化剂，所述催化剂还包括至少一对交替层，其中第一交替层包含Ir，并且其中第二交替层包含Pt。


4.根据任一项前述权利要求所述的催化剂，其中所述催化剂还包含从所述催化剂的表面延伸的纳米级金属晶粒。


5.根据权利要求4所述的催化剂，其中所述表面金属晶粒包含至少10原子％的Ir。


6.根据权利要求4或5所述的催化剂，其中所述表面金属晶粒的长度在0.25纳米至10纳米的范围内。


7.根据权利要求4或5所述的催化剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁·J·L·斯坦巴克，安德鲁·T·豪格，克日什托夫·A·莱温斯基，埃米·E·赫斯特，格朗特·M·托马斯，赛德利克·贝多亚，
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