一种PtCo@NC催化剂在直接甲醇燃料电池中的应用制造技术

本发明专利技术涉及涉及一种PtCo@NC催化剂在直接甲醇燃料电池中的应用，属于燃料电池技术领域。本发明专利技术采用能够高效螯合金属铂盐的PDA作为表面修饰剂，采用可溶性的铂盐作为前驱，制备得到PtCo@NC催化剂，并将其应用于直接甲醇燃料电池中。相对于现有技术中采用Pt纳米颗粒分散液作为前驱，本发明专利技术能够有效提高贵金属原料的利用率和附着力，降低催化剂制备成本。将其应用于燃料电池具有优于商业Pt/C催化剂的产电性能，具备良好的应用前景和经济价值。

【技术实现步骤摘要】
一种PtCo@NC催化剂在直接甲醇燃料电池中的应用
本专利技术涉及一种PtCo@NC催化剂在直接甲醇燃料电池中的应用，属于燃料电池

技术介绍
直接甲醇燃料电池（DMFC）使用液态的甲醇(CH3OH)作燃料。直接甲醇燃料电池是质子交换膜燃料电池的一种变种，它直接使用甲醇而勿需预先重整。甲醇在阳极转换成二氧化碳，质子（氢核或氢离子）和电子，如同标准的质子交换膜燃料电池一样，质子透过质子交换膜迁移往并在阴极与氧反应，而电子则通过外电路的负载到达阳极，并做功。提高电极催化剂活性是推动DMFC发展的关键之一。Pt做为一种最早的催化剂，并具有较好的电催化活性，尤其在降低甲醇氧化过电势方面具有极大的优势。此外，由于贵金属Pt在酸性溶液具有较高的抗腐烛性，使得催化剂的稳定性较好。迄今为止，人们还没有发现一种更好的单一金属来替代Pt。但金属铂自然储量有限、价格昂贵，且甲醇氧化的中间产物易使铂电极中毒，因而研究高催化性能和抗中毒的阳极催化剂，成为燃料电池发展的关键问题。采用新的催化剂体系(Pt合金、Pt-金属氧化物等)，既提高了催化剂的活性，又减本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PtCo@NC催化剂在直接甲醇燃料电池中的应用，其特征在于，将所述催化剂作为阳极材料，并与阴极材料分别与电化学工作站连接，在含有甲醇水溶液的电解液中进行甲醇氧化反应，从而产电；所述催化剂中，金属Pt和Co形成合金，NC为氮掺杂的碳载体，以催化剂总重量为基础，所述Pt占催化剂重量的5-15wt%，所述Co占催化剂重量的0.5-5wt%。/n

【技术特征摘要】
1.一种PtCo@NC催化剂在直接甲醇燃料电池中的应用，其特征在于，将所述催化剂作为阳极材料，并与阴极材料分别与电化学工作站连接，在含有甲醇水溶液的电解液中进行甲醇氧化反应，从而产电；所述催化剂中，金属Pt和Co形成合金，NC为氮掺杂的碳载体，以催化剂总重量为基础，所述Pt占催化剂重量的5-15wt%，所述Co占催化剂重量的0.5-5wt%。


2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述Pt占催化剂重量的8-12wt%，所述Co占催化剂重量的1-3wt%。


3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述PtCo合金中，Pt和Co的原子比为1:1-5，优选为1:2-4。


4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述PtCo合金粒子的尺寸约为3-6nm。


5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述PtCo@NC催化剂的制备方法包括如下步骤：
(1)制备ZIF-67
将可溶性钴盐溶于甲醇中得到0.05-0.3mol/L钴盐溶液，将2-甲基咪唑溶于甲醇中得到0.2-1mol/L2-甲基咪唑溶液，将钴盐溶液和2-甲基咪唑溶液混合，所得混合液中钴盐与2-甲基咪唑的摩尔比为1:4，磁力搅拌20-40min后，于25-50℃下静置孵化15-25h，将所得产物离心、去离子水和乙醇洗涤数次、干燥，得到ZIF-67；
(2)制备聚多巴胺包覆的ZIF-67
将多巴胺溶于10mM、pH=8.5的Tris-HCl缓冲溶液中，使...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙庆云，
申请(专利权)人：青岛蓝创科信新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37