碳纤维载铂钴金属间化合物的催化剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于燃料电池相关技术领域，其公开了一种碳纤维载铂钴金属间化合物的催化剂及其制备方法与应用，所述催化剂包括多孔碳纤维及铂钴金属间化合物，所述铂钴金属间化合物负载在所述多孔碳纤维上；所述多孔碳纤维是以聚丙烯腈和聚乙烯吡咯烷酮构成的结构作为内部支撑结构的复合碳纤维。该催化剂具有优化的一维载体结构，高比表面积，使其促进质子交换膜中的物质传输；过渡金属钴的引入改变了铂的d带中心，使其具有优异的氧还原催化活性；金属间化合物较低的形成能使其具有优异的稳定性等特点。等特点。等特点。

【技术实现步骤摘要】
碳纤维载铂钴金属间化合物的催化剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于燃料电池相关
，更具体地，涉及一种碳纤维载铂钴金属间化合物的催化剂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC)是一种高效地将氢能等化学能转换为电能的装置，具有转换效率高，低温启动，工作电流大，比功率高，清洁环保等优点，可以减少碳排放，实现能源结构转变，最终实现碳中和目标做出巨大贡献。
[0003]然而，发生在PEMFC阴极的氧还原反应(oxygen reduction reaction，ORR)，由于其缓慢的反应动力学会导致较高的极化过电位，极大地降低了电池的效率。铂作为具有高氧还原活性的元素被制成Pt/C商业化催化剂。但是，单铂催化剂受限于其高昂的成本与长期的工作条件下Pt的流失导致的较差的活性和稳定性等问题。此外，质子交换膜燃料电池(PEMFC)在高电流区容易消耗更多的氧气，产生更多的水。对于传统的商业Pt/C催化剂所使用的碳载体材料在燃料电池由于低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维载铂钴金属间化合物的催化剂，其特征在于：所述催化剂包括多孔碳纤维及铂钴金属间化合物，所述铂钴金属间化合物负载在所述多孔碳纤维上；所述多孔碳纤维是以聚丙烯腈和聚乙烯吡咯烷酮构成的结构作为内部支撑结构的复合碳纤维。2.如权利要求1所述的碳纤维载铂钴金属间化合物的催化剂，其特征在于：所述多孔碳纤维为纳米纤维，其直径为200～300nm；在所述催化剂中，所述多孔碳纤维的质量百分比为80％～90％。3.如权利要求2所述的碳纤维载铂钴金属间化合物的催化剂，其特征在于：铂钴金属间化合物的颗粒大小为6～8nm；铂钴金属间化合物包括以下质量百分比的组分：铂为40～60％、钴为60～40％。4.一种权利要求1
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3任一项所述的碳纤维载铂钴金属间化合物的催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)将Co掺杂的ZIF
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8、聚丙烯腈和聚乙烯吡咯烷酮混合以得到电纺液，进而进行电纺以得到多孔碳纤维；(2)将铂颗粒负载到所述多孔碳纤维上后，在还原气氛下进行退火以使得多孔碳纤维上负载铂钴金属间化合物，从而得到所述催化剂。5.如权利要求4所述的碳纤维载铂钴金属间化合物的催化剂的制备方法，其特征在于：将钴盐、锌盐和2
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甲基咪唑加入至甲醇与N,N
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二甲基甲酰胺的混合液中，将得到的反...

【专利技术属性】
技术研发人员：李箐，赖骄阳，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：