【技术实现步骤摘要】
一种抗反极催化层、膜电极及其制备方法与应用
[0001]本专利技术属于质子交换膜燃料电池
,尤其涉及一种质子交换膜燃料电池的商业铂碳催化剂的改性和其抗反极膜电极制备方法
技术介绍
[0002]质子交换膜燃料电池是一种将氢气中的化学能直接转化为电能的发电装置,最终产物是清洁环保的水
。
由于不经过热机过程,其具有能量转化率高
、
能量密度高
、
零污染
、
噪声低等优点,是
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世纪首选的新型发电技术
。
[0003]虽然质子交换膜燃料电池是一种清洁高效的新型能源技术,优势突出且技术水平已达到实用要求,已经成为新能源汽车,轮船等动力装置的首选发电技术之一,但是其耐久性问题制约了其大规模商业化
。
变载工况是车载燃料电池寿命衰减影响最大的因素之一
。
研究表明,负荷变化过程中容易引起阳极气体饥饿,会导致电池反极,进而导致碳载体腐蚀等,严重降低燃料电池的寿命
。
目前燃料电池用抗反极膜电极的主要方法是在阳极催化层掺杂析氧催化剂,如氧化铱
IrO2,起到保护碳载体的作用,主要包括贵金属铱,钌系化合物,其抗反极性能随析氧催化剂掺杂量提高而提高,但大量贵金属析氧催化剂的使用不仅增加了膜电极的成本也降低了其性能
。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种抗反极催化层
、
膜电极及其制备方法与应用,用于进一步提高现有的抗 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种燃料电池抗反极催化层,其特征在于,包括质子导体聚合物
、
改性铂碳催化剂和
IrO2;所述改性铂碳催化剂为铂碳催化剂表面包覆聚四氟乙烯
。2.
根据权利要求1所述的催化层,其特征在于,所述改性铂碳催化剂
、
质子导体聚合物和
IrO2的质量比为
(2
~
4)
:1:
(0.1
~
1)。3.
根据权利要求1所述催化层,其特征在于:催化层中聚四氟乙烯含量为
0.1
~
3wt.
%
。4.
根据权利要求1述的催化层,其特征在于,所述铂碳催化剂为商用的铂碳或铂基合金碳载体催化剂
。5.
按照权利要求1所述的催化层,其特征在于:改性铂碳催化剂制备方法如下:将含有表面活性剂的
PTFE
乳液用去离子水稀释成
PTFE
含量为8~
10wt.
%的
PTFE
乳液,然后将铂碳催化剂与去离子水混合超声分散1~
12h
,形成催化剂浆料,催化剂浆料固含量
0.5
~
5wt.
%,然后加入
PTFE
乳液,超声分散4~
12h
,将上述的催化剂浆料旋转蒸干,得到催化剂团聚体,将得到的催化剂团聚体在
N2保护下,于
200
~
240℃
下焙烧
30
~
60min
,
300
~
340℃
下再焙烧
30
~
60min
;聚四氟乙烯和铂碳催化剂中的碳载体的质量比为<...
【专利技术属性】
技术研发人员:邵志刚,韦涛,宋微,俞红梅,
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:
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