炭载铂基催化剂及其制备方法、膜电极及燃料电池技术

本申请公开了一种炭载铂基催化剂及其制备方法、膜电极和燃料电池，所述制备方法包括：提供碳载体、铂源、还原剂及第一溶剂，混合，得到前驱体溶液；对所述前驱体溶液进行微波加热，得到炭载铂基催化剂前体；将所述炭载铂基催化剂前体与疏水剂混合，水热反应，得到炭载铂基催化剂。本申请所述的制备方法制备得到的炭载铂基催化剂具有较好的表面疏水性，有利于O2、H2O、炭载铂基催化剂的有效三相接触，如此，包括所述炭载铂基催化剂的催化剂层，具有良好的排水能力以及高电流密度下的工作性能。此外，本申请所述的制备方法工艺简单，重现性好，制备得到的炭载铂基催化剂颗粒尺寸均一，分布均匀，适用于大规模的工业化生产。适用于大规模的工业化生产。适用于大规模的工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
炭载铂基催化剂及其制备方法、膜电极及燃料电池


[0001]本申请涉及燃料电池催化剂
，尤其涉及一种炭载铂基催化剂的制备方法、由所述制备方法制得炭载铂基催化剂、包括所述炭载铂基催化剂的膜电极、及包括所述膜电极的燃料电池。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池(PEMFC)采用可传导质子的聚合膜作为电解质，是一种直接将化学能转化为电能的发电装置，具有零排放、无污染、效率高、噪声低等优点，在汽车动力电源领域具有广阔的应用前景和巨大的市场潜力。
[0003]膜电极是PEMFC的核心部件，主要由阳极催化剂层、质子交换膜、阴极催化剂层组成。在PEMFC发电过程中，会产生水，而现有的催化剂层易吸附水，若水不及时排出会堵塞阳极催化剂层和/或阴极催化剂层，阻碍反应气体与催化剂的接触，从而导致燃料电池功率下降、性能衰减、甚至停机。因此，有效的水管理是提高PEMFC性能和延长PEMFC寿命的关键。
[0004]目前，PEMFC的排水性能主要是从以下几方面进行优化，双极板流道结构设计、气体扩散层的孔结构设计、催化层内部结构设计以及电池的工作参本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种炭载铂基催化剂的制备方法，其特征在于，包括：提供碳载体、铂源、还原剂及第一溶剂，混合，得到前驱体溶液；对所述前驱体溶液进行微波加热，得到炭载铂基催化剂前体；将所述炭载铂基催化剂前体与疏水剂混合，水热反应，得到炭载铂基催化剂。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳载体选自碳黑、碳纳米管、石墨碳及石墨烯中的至少一种；和/或所述铂源选自H2PtCl6、K2PtCl6、K2PtCl4、Na2PtCl4、(NH4)2PtCl6及Pt(NO3)2中的至少一种；和/或所述还原剂选自油氨、油酸、1
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十八烯、TBAB、羰基铁及羰基钴中的至少一种；和/或所述第一溶剂选自乙二醇、异丙醇以及丙三醇中的至少一种；和/或所述疏水剂选自正丁基硫醇、正十二烷基硫醇及正十六烷基硫醇中的至少一种。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳载体的平均粒径为40～200nm。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述前驱体溶液中，所述碳载体的浓度为0.004～0.012g/mL；和/或所述前驱体溶液中，所述铂源的浓度为0.008～0.06g/mL；和/或所述前驱体溶液中，所述还原剂的浓度为0.2～1.2g/mL；和/或所述炭载铂基催化剂前体与所述疏水剂的摩尔比为5:(0.8～1.2)。5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述微波加热包括：以第一微波功率将所述前驱体溶液加热至第一温度后，停止微波加热一段时间t1，然后以第二微波功率微波加热一段时间t2。6.如权利要求5所述的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕海峰，王治豪，瞿威，
申请(专利权)人：深圳航天科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：