一种质子交换膜燃料电池抗反极催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种质子交换膜燃料电池抗反极催化剂及其制备方法。所述催化剂包括软模板法制备的负载在亚氧化钛载体上的超小纳米铱氧化物催化剂。基于本发明专利技术提供的催化剂所制备的电池性能较传统催化剂略有提高，同时具有抗反极能力强的优点，能有效缓解燃料电池在反极期间造成的阳极侧碳载体腐蚀和铂颗粒的团聚、脱落，从而降低了反极带来的电池性能的衰减。减。减。

【技术实现步骤摘要】
一种质子交换膜燃料电池抗反极催化剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，具体涉及一种燃料电池高性能且抗反极效果显著的催化剂及其制备方法，能有效缓解燃料电池反极期间阳极侧的碳腐蚀和铂催化剂的团聚和流失，使电池抗反极性能提高。

技术介绍

[0002]燃料电池由于其较高的能量转化效率，环境友好等优点受到越来越多的关注。其中，质子交换膜燃料电池还具有室温快速启动、无电解液流失、寿命长等优点，被认为是可移动电源的最佳候选电源。但是成本、性能以及耐久性是其商业化过程中的三大挑战。
[0003]当车用燃料电池在复杂工况例如启停、快速变载以及水淹状态下运行时，氢气的供应可能会出现延迟甚至不足的状况。特别的，当电堆中某一节电池出现燃料短缺的情况，无法正常提供质子和电子来维持电荷平衡时，会通过发生其他反应如水的电解以及碳腐蚀来维持电堆输出，此时，阳极电势高于阴极电势，电池电压出现负值，即发生了“反极”。反极的发生会消耗催化剂碳载体，使得催化剂Pt颗粒团聚和脱落而严重损坏催化层，进而导致电池性能永久下降。此外，碳腐蚀所产生的高热量会导致质本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种质子交换膜燃料电池抗反极催化剂，其特征在于，所述抗反极催化剂以纳米铱氧化物为活性组分，以亚氧化钛为载体；所述纳米铱氧化物与亚氧化钛的质量比重为0.1～0.5。2.根据权利要求1所述的抗反极催化剂，其特征在于，所述铱氧化物的粒径为1-2nm；所述亚氧化钛的粒径为50～150nm；所述纳米铱氧化物与亚氧化钛的质量比重为0.2～0.5；所述铱氧化物为IrO2，所述亚氧化钛为Ti4O7。3.一种权利要求1所述的抗反极催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法为表面活性剂软模板法，所述表面活性剂软模板法包括如下步骤：步骤一：取亚氧化钛超声分散于去离子水中，然后加入表面活性剂，搅拌溶解，得到溶液1；步骤二：在所述溶液1中加入铱前驱体溶液，搅拌后，加入含有表面活性剂的硼氢化钠溶液，得到溶液2，继续搅拌后，室温下冷却，静置陈化后，用无水乙醇洗涤，真空干燥过夜，得到预合成的催化剂；步骤三：将所述预合成催化剂进行煅烧，以除去残留的表面活性剂，研磨后，得到所述抗反极催化剂粉末。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述铱前驱体包括氯铱酸、氯化铱、氯亚铱酸、氯亚铱酸钠、氯亚铱酸胺中的一种；所述表面活性剂包括TBPs，所述步骤一和步骤二总的表面活性剂与铱...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋微，李咏焕，姜广，俞红梅，邵志刚，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：