提升触媒利用率的组合物、复合体与方法技术

本发明专利技术提供一种提升燃料电池触媒利用率的组合物，包含：触媒、质子传导离子高分子以及耦合剂；耦合剂以一官能基Ｂ１与触媒或触媒载体键结，并以一官能基Ｂ２与质子传导离子高分子键结。本发明专利技术亦提供一种提升燃料电池触媒利用率的方法，包含：（ａ）将触媒以超音波打散；（ｂ）加入耦合剂与触媒产生键结；以及（ｃ）加入高分子氟化物再与耦合剂产生键结，形成一触媒－耦合剂－高分子氟化物的复合体，以形成稳定分散；其中步骤（ｂ）中的耦合剂以一官能基Ｂ１与触媒键结，并以一官能基Ｂ２与高分子氟化物键结。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种提升燃料电池触媒利用率的组合物与方法，特别是一种通过添加一耦合剂以键结触媒与高分子而形成一复合体，并利用触媒浆料的原有的必然成分高分子氟化物形成稳定分散，以提升燃料电池触媒利用率的组合物与方法。
技术介绍
燃料电池(Fuel Cell)由于具备高转化效率、无污染以及补充燃料快速等特点，是未来解决能源问题及环境污染最可行的方法的一。直接加入甲醇做为燃料的直接甲醇燃料电池(DMFC)，在携带式电子产品的应用上具发展潜力。目前燃料电池技术的发展中，只有贵重金属Pt为最适合的触媒，然而，Pt是所有材料中唯一无法经由人工合成制造的，因此，预计Pt将是影响量产的关键成本。控制触媒浆料的分散，以提升触媒的有效被利用率，是燃料电池在未来市场上能否具有竞争力的关键所在。燃料电池至今仍无法全面商业化的原因，在于其实用性以及成本上的问题，其中触媒使用效率不彰是最主要的因素之一。目前全世界在燃料电池制造技术的开发上，均无法有效提升触媒利用率，随着Nafion专利到期在即，以及其它薄膜推陈出新将使薄膜价格降低，预期未来商业化的主要考量将在于如何提升触媒利用率以减少使用量。燃料电池中的燃料与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提升燃料电池触媒利用率的复合体，其特征在于，该复合体是由一触媒－耦合剂－质子传导离子高分子所组成，其中所述耦合剂是以一官能基Ｂ１与所述触媒键结，并以一官能基Ｂ２与所述质子传导离子高分子键结以形成一复合体。

【技术特征摘要】
1.一种提升燃料电池触媒利用率的复合体，其特征在于，该复合体是由一触媒-耦合剂-质子传导离子高分子所组成，其中所述耦合剂是以一官能基B1与所述触媒键结，并以一官能基B2与所述质子传导离子高分子键结以形成一复合体。2.如权利要求1所述的提升燃料电池触媒利用率的复合体，其特征在于，所述官能基B1包含硅烷基、硅氧烷基、碳酸基、磷酸基或硼酸基。3.如权利要求1所述的提升燃料电池触媒利用率的复合体，其特征在于，所述官能基B2包含环氧基或氨基。4.如权利要求1所述的提升燃料电池触媒利用率的复合体，其特征在于，所述耦合剂为γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷或氨丙基三甲氧基硅烷。5.如权利要求1所述的提升燃料电池触媒利用率的复合体，其特征在于，中前述触媒为过渡金属或其化合物。6.如权利要求5所述的提升燃料电池触媒利用率的复合体，其特征在于，中前述触媒为PtRu或铂。7.如权利要求1所述的提升燃料电池触媒利用率的复合体，其特征在于，所述触媒可进一步与一载体结合，且所述载体与质子传导离子高分子键结。8.如权利要求7所述的提升燃料电池触媒利用率的复合体，其特征在于，所述载体包含碳、钛、金、银或铜。9.如权利要求1所述的提升燃料电池触媒利用率的复合体，其特征在于，所述质子传导离子高分子为高分子氟化物。10.如权利要求9所述的提升燃料电池触媒利用率的复合体，其特征在于，所述高分子氟化物为全氟系磺酸化离子高分子或Nafion。11.如权利要求1所述的提升燃料电池触媒利用率的复合体，其特征在于，所述键结方式可为共价键结或非共价键结。-->12.一种提升燃料电池触媒利用率的组合物，其特征在于，包含：触媒；质子传导离子高分子；以及耦合剂；其中所述触媒与质子传导离子高分子的重量比值为0.1-100，所述触媒与耦合剂的重量比为10-1000；以及其中所述耦合剂以一官能基B1与所述触媒键结，并以一官能基B2与所述质子传导离子高分子键结。13.如权利要求12所述的提升燃料电池触媒利用率的组合物，其特征在于，所述官能基B1包含硅烷基、硅氧烷基、碳酸基、磷酸基或硼酸基。14.如权利要求12所述的提升燃料电池触媒利用率的组合物，其特征在于，所述官能基B2包含环氧基或氨基。15.如权利要求12所述的提升燃料电池触媒利用率的组合物，其特征在于，所述耦合剂为γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷或氨丙基三甲氧基硅烷。16.如权利要求12所述的提升燃料电池触媒利用率的组合物，其特征在于，所述触媒为过渡金属或其化合物。17.如权利要求16所述的提升燃料电池触媒利用率的组合物，其特征在于，所述触媒为PtRu或铂。18.如权利要求12所述的提升燃料电池触媒利用率的组合物，其特征在于，所述触媒可进一步与一载体结合，且所述载体与质子传导离子高分子键结。19.如权利要求18所述的提升燃料电池触媒利用率的组合物，其特征在于，所述载体包含碳、钛、金、银或铜。20.如权利要求12所述的提升燃料电池触媒利用率的组合物，其特征在于，所述质子传导离子高分子为高分子氟化物。21.如权利要求20所述的提升燃料电池触媒利用率的组合物，其特征在于，所述高分子氟化物为全氟系磺酸化离子高...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴富其，蔡丽端，薛康琳，雍敦元，黄秋萍，张嵩骏，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]