Fe-N制造技术

本发明专利技术公开了一种Fe

【技术实现步骤摘要】
Fe
‑
N
X
/C单原子催化剂及其制备方法和燃料电池


[0001]本专利技术属于燃料电池
，具体涉及一种Fe
‑
N
X
/C单原子催化剂及其制备方法和燃料电池。

技术介绍

[0002]21世纪以来能源问题成为制约人类发展的最重要因素之一，如近年来，能源危机与环境污染一直是制约人类发展的两大难题。因此，迫切地需要寻找一种新的绿色可再生能源以及一种高效的能量转化系统来解决目前所面临的危机。在已开发的新能源技术中，燃料电池(Fuel Cells,FCs)是一种可以把燃料(如氢气)和氧气/空气的化学能直接转换成电能的化学储能装置，如质子交换膜燃料电池直接通过催化剂催化燃料与氧气发生反应将化学能转化为电能，其能量转化效率高达70％，产物多为水，对环境损害极低，因此被认为是最具希望的一种电化学能量转换技术之一。
[0003]在燃料电池如质子交换膜燃料电池中，其能量转换效率常常受限于其阴极的氧还原反应(ORR)，ORR由于涉及四电子转移，因此动力学缓慢。同时，副反应产生的二电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Fe
‑
N
X
/C单原子催化剂，其特征在于：所述Fe
‑
N
X
/C单原子催化剂为中空颗粒结构，且其形貌为中空多级绣球花状，至少在所述Fe
‑
N
X
/C单原子催化剂的表面分布有片层状结构，且Fe
‑
N
X
/C单原子催化剂含有Fe
‑
N
X
单原子位点。2.根据权利要求1所述的Fe
‑
N
X
/C单原子催化剂，其特征在于：所述Fe
‑
N
X
/C单原子催化剂所含的中空腔体的直径180
‑
220nm；和/或所述Fe
‑
N
X
/C单原子催化剂中Fe单原子的负载量为2
‑
2.3wt％；和/或所述Fe
‑
N
X
/C单原子催化剂的比表面积为750
‑
780m2/g；和/或所述Fe
‑
N
X
/C单原子催化剂为纳米颗粒。3.根据权利要求2所述的Fe
‑
N
X
/C单原子催化剂，其特征在于：所述纳米颗粒的粒径为280
‑
320nm。4.一种Fe
‑
N
X
/C单原子催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将可溶性Zr盐、Fe
‑
TCPP、H2TCPP、乙酸和水溶解到有机溶剂中，配制成混合溶液；将所述混合溶液进行配位反应处理，后进行固液分离处理和洗涤处理，获得形貌为中空多级绣球花状的Fe
‑
MOF
‑
525/HH前驱体；将所述Fe
‑
MOF
‑
525/HH前驱体在氮气气氛中进行热解处理，获得热解产物；将所述热解产物进行酸洗处理，除去热解产物中的ZrO2，获得Fe
‑
N
X
/C单原子催化剂。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，配制所述混合溶液的方法包括如下步骤：将所述可溶性Zr盐溶解于所述有机溶剂中，再加入所...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑智平，张新瑜，张亚男，李磊，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：