三元PtCoMn合金催化剂的电化学制备方法及其制备的膜电极技术

本发明专利技术公开了一种三元PtCoMn合金催化剂的电化学制备方法及其制备的膜电极，包括：碳载PtCoMn合金纳米颗粒催化层的一步电化学制备：将碳载体喷涂到Ti片导电基体上；利用电化学方法将三元PtCoMn合金纳米颗粒沉积到上述载体上，得到阴极催化层；膜电极的制备：将上述阴极催化层、阳极催化层与质子交换膜通过热压、转印组装成膜电极。所述三元PtCoMn合金催化剂具有高度分散性、粒径均一性和良好的合金化程度；所述三元PtCoMn合金催化剂具有优异的氧还原活性和稳定性；所述膜电极具有低铂载量和优异的耐久性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纳米材料/电化学技术以及燃料电池催化剂，具体涉及一种三元ptcomn合金催化剂的电化学制备方法及其制备的膜电极，还涉及在质子交换膜燃料电池中的应用。

技术介绍

1、质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cells,pemfcs)以氢能为燃料，且能够将化学能直接转化为电能，具有广泛的应用前景。然而，高昂的成本使得其商业化应用受阻，这主要来源于阴阳两极的贵金属铂基催化剂的使用，尤其阴极氧还原(oxygen reduction reaction,orr)反应速率缓慢，不仅导致对铂的依赖，且铂的用量可达阳极的四倍。并且，按照现有的研究水平，随着pemfc电堆系统出货量的增加，催化剂的成本占比将达到最大。因此，降低阴极的铂用量、提高催化剂的活性成为降低电堆成本、推进pemfc商业化应用的重要途径。

2、将铂与过渡金属合金化是目前铂基催化剂研究的主要方向。铂-过渡金属合金中，铂载量不仅被降低，且铂晶格中嵌入的过渡金属原子能够调控铂晶体的电子结构，从而优化orr反应进程中含o中间体的吸附能，提升orr的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种三元PtCoMn合金催化剂的电化学制备方法，其特征在于，所述电化学制备方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的电化学制备方法，其特征在于，步骤A中，所述Pt源前驱体盐、Co源前驱体盐、Mn源前驱体盐的金属离子摩尔浓度比为2：2：0.05～2：4：2。

3.根据权利要求1所述的电化学制备方法，其特征在于，步骤A中，有机溶剂为DMF。

4.根据权利要求1所述的电化学制备方法，其特征在于，步骤B中，所述碳载体粉末与溶剂的质量比为0.003～0.006：1；碳载体包括普通多孔碳、高比表面碳、表面改性碳中的一种或多种；所述溶剂包括乙醇、异丙醇中的一种...

【技术特征摘要】

1.一种三元ptcomn合金催化剂的电化学制备方法，其特征在于，所述电化学制备方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的电化学制备方法，其特征在于，步骤a中，所述pt源前驱体盐、co源前驱体盐、mn源前驱体盐的金属离子摩尔浓度比为2：2：0.05～2：4：2。

3.根据权利要求1所述的电化学制备方法，其特征在于，步骤a中，有机溶剂为dmf。

4.根据权利要求1所述的电化学制备方法，其特征在于，步骤b中，所述碳载体粉末与溶剂的质量比为0.003～0.006：1；碳载体包括普通多孔碳、高比表面碳、表面改性碳中的一种或多种；所述溶剂包括乙醇、异丙醇中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的电化学制备方法，其特征在于，步骤b中，导电基体包括ti片或ti箔。

【专利技术属性】
技术研发人员：沈水云，赵路甜，章俊良，殷洁炜，郭杨格，李慧媛，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：

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