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一种间接电沉积制备碳载超低铂催化电极的方法技术

技术编号:3240872 阅读:196 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术提供了一种间接电沉积制备碳载超低铂催化电极的方法,属于燃料电池技术领域。本发明专利技术是在水溶液中通过四步电沉积法将过渡金属M(如:Cu、Co、Ni等)纳米粒子高分散的沉积在全氟磺酸树脂粘接的多孔碳电极(PCE)上,然后将所得到的M/PCE电极浸入到铂盐溶液中通过置换反应制得碳载超低铂催化电极。本发明专利技术具有工艺简单,成本低廉的优点。采用本发明专利技术所制备的碳载超低铂催化电极具有铂载量低、电催化性能高、铂纳米粒子分散性好且尺寸可控等优点,可以替代现有的商业用铂碳(Pt/C)催化剂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于燃料电池
,特别涉及。二
技术介绍
作为将化学能转变成电能最有效的装置,质子交换膜燃料电池(PEMFC)已处于商业化 的前夜。然而居高不下的成本一直是困扰其实现商业化的核心问题,其高成本的主要来自电 催化剂铂的大量使用。由于铂的价格昂贵,资源匮乏,在目前仍未找到其催化性能和稳定性 能与铂相媲美的非贵金属催化剂的情况下,降低铂在PEMFC中的用量意义重大。美国能源部 已将50 kW的PEMFC电堆中阳极铂担载量控制在0.05 mg/cn^以下且能运行良好列为一长期目 标。而目前阴极铂担量约为0.4mg/cm2,远远超出了商业化所能承受的范围。铂载量的降低一般通过提高铂的利用率和催化活性来实现。中国专利ZL031177786公开 了一种"质子交换膜燃料电池电极制备新方法",即在含铂离子的水溶液中,用电化学沉积的 方法,将铂直接沉积在与质子交换膜接触的多孔碳电极上,形成负载金属催化剂铂的质子交 换膜燃料电池气体催化电极。该方法能够直接将金属催化剂铂选择性的沉积在既有电子通道, 又有离子传输通道的与质子膜接触的载体上,显示了比传统的以质子交换膜电解质溶液粘接 Pt/C催本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种间接电沉积制备碳载超低铂催化电极的方法,具体的方法步骤包括 (1)、制备微孔层 首先,将碳纸浸泡在乙醇水溶液中,超声波条件下振荡30min,再将其在30%的聚四氟乙烯乳液中浸泡30min后置于温度为340℃的马弗炉内焙烧40min得到憎水的扩散层;按聚四氟乙烯∶Vulcan XC-72碳粉的质量比为1∶1称取聚四氟乙烯和Vulcan XC-72碳粉,然后以乙醇为溶剂在超声波条件下振荡均匀,分多次涂布在憎水的扩散层上,最后将其置于温度为340℃马弗炉内焙烧45min得到微孔层; (2)、制备全氟磺酸树脂粘接的多孔碳电极 按全氟磺酸树脂∶Vulcan XC-72碳粉的质量比为1∶30称取全氟磺...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:魏子栋廖明佳季孟波陈四国李莉
申请(专利权)人:重庆大学
类型:发明
国别省市:85[中国|重庆]

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