一种金属氮化物稳定Pt基合金燃料电池催化剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种金属氮化物稳定Pt基合金燃料电池催化剂的制备方法。该方法包括：预先制备Pt合金颗粒担载于碳载体；并用油胺包裹；将催化剂置于原子层沉积系统，控制沉积程序以在Pt合金颗粒周围沉积厚度精确控制的金属氮化物保护层（单次循环包括：通入金属前驱体，吹扫，通入氨气等离子体，吹扫）；获得金属氮化物稳定的Pt基合金催化剂。金属氮化物作为保护层对Pt合金进行包覆时能够进一步增强催化剂的导电性；Pt合金颗粒与金属氮化物之间的紧密接触能够产生良好的协同作用，增强了Pt合金的催化性能以及电池的整体性能。的催化性能以及电池的整体性能。的催化性能以及电池的整体性能。

【技术实现步骤摘要】
一种金属氮化物稳定Pt基合金燃料电池催化剂的制备方法


[0001]本专利技术属于燃料电池领域，涉及一种具备高稳定性、高性能的燃料电池催化剂制备方法。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池（PEMFC）因其产物清洁，燃料来源广泛具有极大的应用潜力，其可在各种操作条件下提供至少几十千瓦或更高的高功率以应用于车辆。其中，膜电极（MEA）是燃料电池的关键组件，其上的催化层是反应发生的场所，其性能好坏直接决定燃料电池的功率密度，因此，提升燃料电池膜电极的催化剂性能是当下的研究重点。
[0003]尽管目前对于燃料电池膜电极阴极催化剂已进行广泛研究，但阴极催化剂始终面临着动力学反应迟缓的关键问题，因而在燃料电池电堆中经常需要大量的Pt金属，造成成本增加。此外，燃料电池的长程使用中的耐久性问题也制约了燃料电池的发展，严重影响了燃料电池商业化进程。膜电极的耐久性不足主要由于燃料电池在工作状态下，催化剂中的Pt颗粒易于在载体上发生迁移、团聚、脱落和溶解等现象，导致催化剂的活性面积降低，进而造成催化剂失活，导致燃料电池性能下降。因此，在不降低甚至提升铂基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属氮化物稳定Pt基合金燃料电池催化剂的制备方法，其特性在于，该方法包括以下步骤：1）制备Pt基合金并担载于碳载体；2）在Pt基合金表面包覆抑制剂，以阻止后续的金属前驱体在Pt表面的沉积；3）将包覆抑制剂的合金催化剂作为载体置于原子层沉积系统中沉积金属氮化物，单次沉积循环包含：通入金属前驱体使其吸附于载体；吹扫气吹扫多余金属前驱体；通入反应性气体将金属前驱体反应为金属氮化物；吹扫气吹扫多余反应性气体；交替通入金属前驱体与反应性气体循环数次，以沉积一定厚度的金属氮化物保护层，获得金属氮化物稳定Pt基合金燃料电池催化剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特性在于，步骤2）所述的抑制剂包含油胺、自组装单分子膜、氟化物等离子体、氢基。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特性在于，步骤1）所述的Pt基合金中除Pt外的金属为钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、钇、钼、钌、铑、钯、银、金、铱、镁、锡中的至少一种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特性在于，步骤3）所述金属前驱体包括含有钛、锡、锆、铝、钽、钼、银、铪中的至少一种金属的有机配合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：程年才，吴威，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：