一种自由基淬灭剂及其制备方法和其在膜电极的应用技术

本发明专利技术公开了一种自由基淬灭剂，包括载体和活性物质，载体为炭黑、碳纳米管或石墨烯，活性物质为CeO2、MnO2、WO3、Fe3O4、RuO2、贵金属磷酸化合物、金属磷酸化合物或金属氟化物，活性物质的含量为10～60wt％。本发明专利技术还公开了该自由基淬灭剂的制备方法。本发明专利技术还公开了该自由基淬灭剂在膜电极的应用，即在质子交换膜两侧喷涂自由基淬灭剂，用于阻断自由基攻击和腐蚀质子交换膜全氟磺酸上的基团。本发明专利技术解决了自由基淬灭剂的迁移问题以及自由基淬灭剂的活性偏低的问题，本发明专利技术构造了新型膜电极的结构，保护质子膜上全氟磺酸树脂基团，尽量少遭受自由基的攻击和腐蚀，最终改善膜电极的性能和克服寿命衰减的缺陷。服寿命衰减的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种自由基淬灭剂及其制备方法和其在膜电极的应用


[0001]本专利技术属于燃料电池领域，具体涉及一种自由基淬灭剂及其制备方法和其在膜电极的应用。

技术介绍

[0002]常用的自由基淬灭剂包括CeO2、MnO2、WO3、Fe3O4、RuO2等，以颗粒状为主，一般会添加到催化剂层或质子交换膜中。通常自由基淬灭剂的应用存在三个主要问题：一是MEA工作时，由于内部水和气体的存在，颗粒状的自由基淬灭剂会发生迁移；二是因为氧化物态的自由基淬灭剂导电性较差，造成自由基淬灭剂的活性偏低；三是催化剂层中自由基淬灭剂添加量过高，会降低电化学反应活性，导致膜电极输出电压偏低。上述三个原因影响了自由基淬灭剂的广泛应用，催化剂层中产生氢氧自由基对质子膜造成腐蚀，使得目前膜电极的性能和寿命衰减严重。
[0003]现有的自由基淬灭剂还未规模化应用，多数自由基淬灭剂是以颗粒添加质子交换膜中，但是因为质子膜工作时由于水分的存在，颗粒状自由基淬灭剂会发生迁移，影响质子膜的性能和寿命。中国专利ZL200780031657.2公开了一种燃料电池用补强型电解质膜，是通过颗粒状自本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自由基淬灭剂，其特征在于，所述自由基淬灭剂包括载体和活性物质，载体为炭黑、碳纳米管或石墨烯，活性物质为CeO2、MnO2、WO3、Fe3O4、RuO2、贵金属磷酸化合物、金属磷酸化合物或金属氟化物中任意一种或几种，自由基淬灭剂中活性物质的含量为10～60wt％。2.如权利要求1所述的一种自由基淬灭剂，其特征在于，所述自由基淬灭剂的活性物质为纳米型颗粒，活性物质的粒径为1
‑
50nm。3.如权利要求1或2所述的一种自由基淬灭剂，其特征在于，所述载体为碳纳米管或石墨烯；活性物质为CeO2或MnO2；自由基淬灭剂中活性物质的含量为10～30wt％。4.一种自由基淬灭剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：对载体进行氧化处理；通过液相合成法，碱性试剂将活性物质前驱体沉降于所述载体上，活性物质前驱体再被还原或氧化从而将活性物质负载于所述载体上。5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述载体在1
‑
5mol/L的氧化剂中处理，处理温度50
‑
130℃；处理后的载体经过烘干，和活性物质前驱体混合，加入水醇溶液和碱性试剂，在120

【专利技术属性】
技术研发人员：李丰军，周剑光，张运搏，苏建敏，李潇龙，
申请(专利权)人：中汽创智科技有限公司，
类型：发明
国别省市：