一种ORR催化剂材料及其制备方法和用途技术

本发明专利技术涉及一种ORR催化剂材料，还涉及该ORR催化剂材料的制备方法，还涉及该ORR催化剂材料作为氢氧燃料电池或金属空气电池阴极材料的用途以及一种氢氧燃料电池或金属空气电池。一种ORR催化剂材料，要点在于符合以下通式：M

【技术实现步骤摘要】
一种ORR催化剂材料及其制备方法和用途


[0001]本专利技术第一方面涉及一种催化剂材料，特别涉及一种ORR催化剂材料；本专利技术第二方面还涉及该ORR催化剂材料的制备方法；本专利技术第三方面涉及该ORR催化剂材料作为氢氧燃料电池或金属空气电池阴极材料的用途以及一种氢氧燃料电池或金属空气电池。

技术介绍

[0002]随着全球经济的迅速发展，环境污染和能源短缺日益严重，如何能够更有效和稳定地生产、利用可再生能源成为了目前人类亟待解决的课题。虽然风能、太阳能、水电和潮汐能作为绿色清洁能源，现已成为化石燃料的替代品，但这些严重依赖自然环境产生的能源存在间歇性和波动性的问题。随着不断探索，开发出的金属空气电池、燃料电池和电化学超级电容器都是非常有效和实用的电化学能量转换存储技术，并且在许多领域有着非常广泛的应用。其中，燃料电池引起了人们的极大关注，这是因为它们具有高功率密度和低污染的特点。氧气还原反应(ORR)作为燃料电池中最重要的阴极反应，其缓慢的反应动力学严重限制燃料电池的能量输出。
[0003]为了实现燃料电池的规模应用，目前亟待解决的问本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种ORR催化剂材料，其特征在于，由微纳米级CeO2、贵金属M和氮掺杂的碳材料组成，氮在碳中的掺杂量按摩尔比为0.05-0.1：1，所述ORR催化剂材料中CeO2和贵金属M均匀地分布在氮掺杂的碳材料中，所述ORR催化剂材料符合以下通式：M
x
/N-C
(1-x-y)
/(CeO2)
y
ꢀꢀꢀꢀ
(I)其中贵金属M为Pt、Pd和Au中的一种或两种以上，x、y为质量百分数，x的范围为5％-6％，优选5.5％-5.7％，y的范围为4％-12％，优选4％-5％；更优选地，贵金属M为Pt,贵金属Pt颗粒的粒径为3-8nm；优选地，所述ORR催化剂材料是多孔材料，比表面积是40m2/g-800m2/g。2.一种如权利要求1所述的ORR催化剂材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)获取CeO2；2)利用所述CeO2制得催化剂前驱体材料,所述催化剂前躯体材料是由贵金属酸根掺杂的导电高分子复合材料，所述催化剂前躯体材料化学式为CeO2/CP-MX
n-，X为酸根，n为1或2；3)高温碳化所述催化剂前驱体材料制得所述ORR催化剂材料。3.如权利要求2所述的ORR催化剂材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2)利用所述CeO2制得催化剂前驱体材料包括以下步骤：2.1)将所述CeO2分散于贵金属M的酸或盐溶液中，得到溶液I；2.2)将导电高分子单体加入所述溶液I中得到溶液II；2.3)将氧化剂或氧化剂的酸溶液加入所述溶液II中，进行原位聚合反应制得所述催化剂前驱体材料。4.如权利要求3所述的ORR催化剂材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2.1)中，所述CeO2与所述贵金属M的酸或盐的摩尔比值范围为8-70：1；和/或所述步骤2.2)中，所述导电高分子单...

【专利技术属性】
技术研发人员：类延华，谭宁，张玉良，常雪婷，范润华，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：发明
国别省市：