【技术实现步骤摘要】
本公开涉及一种燃料电池电极催化剂保护层形成方法，该方法可以包括活化负载在催化剂材料层上的碳基保护层材料中的二次缺陷。
技术介绍
1、电化学电池是一种能够从化学反应中产生电能(例如，燃料电池)或使用电能进行化学反应(例如，电解槽)的装置。燃料电池已示出作为车辆和其他交通应用的替代电源的前景。燃料电池使用可再生能源载体，如氢气。燃料电池也可以在没有有毒排放或温室气体的情况下运行。单个燃料电池包括膜电极组件(mea)和两个流场板。单个燃料电池通常提供0.5至1.0v。单个燃料电池可以堆叠在一起以形成具有更高电压和功率的燃料电池堆。
2、电解槽通过电解过程将水分解为氢气和氧气，为可再生资源制氢提供了一种很有前途的方法。与燃料电池一样，电解槽包括由电解质膜分离的阳极和阴极催化剂层。电解质膜可以是聚合物、碱性溶液或固体陶瓷材料。在电解槽的阳极催化剂层和阴极催化剂层中包括催化剂材料。
3、目前广泛采用和使用这种清洁和可持续技术的局限性之一是燃料电池的成本相对昂贵。催化剂材料(例如铂催化剂)包括在燃料电池的阳极和阴极催化剂层中。催化剂材料是燃料电池中最昂贵的部件之一。
技术实现思路
1、根据一个实施例，公开了一种燃料电池电极保护层形成方法。该方法包括通过形成步骤在碳基保护层材料中形成初级缺陷。初级缺陷被配置为输送代表总燃料电池产物和/或反应物的输送部分的燃料电池产物和/或反应物。总燃料电池产物和/或反应物与输送部分之间的差异是未输送部分。该方法还包括通过活化步骤活化碳基保护
2、根据另一实施例，公开了一种燃料电池电极保护层形成方法。该方法包括通过形成步骤在碳基保护层材料中形成初级缺陷。初级缺陷被配置为输送代表总燃料电池产物和/或反应物的输送部分的燃料电池产物和/或反应物。总燃料电池产物和/或反应物与输送部分之间的差异是未输送部分。该方法还包括通过活化步骤活化碳基保护层材料中的二次缺陷。二次缺陷被配置为输送总燃料电池反应物和/或产物的未输送部分的一部分。活化步骤不同于形成步骤。该方法还包括将碳基保护层材料施加到催化剂材料层上。
3、根据又一实施例，公开了一种燃料电池电极保护层形成方法。该方法包括通过形成步骤在碳基保护层材料中形成初级缺陷。初级缺陷被配置为输送代表总燃料电池产物和/或反应物的输送部分的燃料电池产物和/或反应物。总燃料电池产物和/或反应物与输送部分之间的差异是未输送部分。该方法还包括通过实现覆盖特性的活化步骤活化碳基保护层材料中的二次缺陷。二次缺陷被配置为输送总燃料电池反应物和/或产物的未输送部分的一部分。活化步骤不同于形成步骤。
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1.一种燃料电池电极催化剂保护层的形成方法，包括：
2.根据权利要求1所述的燃料电池电极催化剂保护层形成方法，其中所述活化步骤在所述形成步骤之后进行。
3.根据权利要求1所述的燃料电池电极催化剂保护层形成方法，其中所述活化步骤包括电化学和/或化学活化。
4.根据权利要求1所述的燃料电池电极催化剂保护层形成方法，其中所述活化步骤包括电化学活化。
5.根据权利要求4所述的燃料电池电极催化剂保护层形成方法，其中所述电化学活化包括使用具有活化形状的多个活化循环使所述碳基保护层材料在至少两个电压之间循环。
6.根据权利要求5所述的燃料电池电极催化剂保护层形成方法，其中所述活化形状选自包括正弦、正方形、三角形、锯齿形及其组合的组。
7.根据权利要求5所述的燃料电池电极催化剂保护层形成方法，其中活化循环的次数在1至500的范围内。
8.根据权利要求1所述的燃料电池电极催化剂保护层形成方法，其中所述活化步骤包括化学活化。
9.根据权利要求8所述的燃料电池电极催化剂保护层形成方法，其中所述化学活化包括向
10.根据权利要求1所述的燃料电池电极催化剂保护层形成方法，其中所述碳基保护层材料是石墨烯基保护层材料。
11.一种燃料电池电极催化剂保护层形成方法，包括：
12.根据权利要求11所述的燃料电池电极催化剂保护层形成方法，其中所述施加步骤在所述形成和活化步骤之后进行。
13.根据权利要求11所述的燃料电池电极催化剂保护层形成方法，其中所述施加步骤在所述形成步骤之后且在所述活化步骤之前进行。
14.根据权利要求11所述的燃料电池电极催化剂保护层形成方法，其中进行所述活化步骤，直到循环伏安法分析表明所述碳基保护层材料的活化完成。
15.根据权利要求11所述的燃料电池电极催化剂保护层形成方法，其中所述施加步骤在所述形成和活化步骤之前进行。
16.根据权利要求11所述的燃料电池电极催化剂保护层形成方法，其中所述施加步骤在所述碳基保护层材料与所述催化剂层材料之间形成空隙空间，所述空隙空间被配置为输送所述总燃料电池反应物和/或产物的未输送部分的所述部分。
17.根据权利要求11所述的燃料电池电极催化剂保护层形成方法，其中所述施加步骤包括在所述碳基保护层材料与所述催化剂材料层之间形成碳基复合结构。
18.一种燃料电池电极催化剂保护层形成方法，包括：
19.根据权利要求18所述的燃料电池电极催化剂保护层形成方法，其中所述石墨烯覆盖特性包括100至950纳米的薄片尺寸。
20.根据权利要求18所述的燃料电池电极催化剂保护层形成方法，其中所述石墨烯覆盖特性包括1至6个单层的石墨烯厚度。
...【技术特征摘要】
1.一种燃料电池电极催化剂保护层的形成方法，包括：
2.根据权利要求1所述的燃料电池电极催化剂保护层形成方法，其中所述活化步骤在所述形成步骤之后进行。
3.根据权利要求1所述的燃料电池电极催化剂保护层形成方法，其中所述活化步骤包括电化学和/或化学活化。
4.根据权利要求1所述的燃料电池电极催化剂保护层形成方法，其中所述活化步骤包括电化学活化。
5.根据权利要求4所述的燃料电池电极催化剂保护层形成方法，其中所述电化学活化包括使用具有活化形状的多个活化循环使所述碳基保护层材料在至少两个电压之间循环。
6.根据权利要求5所述的燃料电池电极催化剂保护层形成方法，其中所述活化形状选自包括正弦、正方形、三角形、锯齿形及其组合的组。
7.根据权利要求5所述的燃料电池电极催化剂保护层形成方法，其中活化循环的次数在1至500的范围内。
8.根据权利要求1所述的燃料电池电极催化剂保护层形成方法，其中所述活化步骤包括化学活化。
9.根据权利要求8所述的燃料电池电极催化剂保护层形成方法，其中所述化学活化包括向所述碳基保护层材料施加碱ph在11至14的碱范围内的强碱或酸ph在1至4的酸范围内的强酸。
10.根据权利要求1所述的燃料电池电极催化剂保护层形成方法，其中所述碳基保护层材料是石墨烯基保护层材料。
11.一种燃料电池电极催化剂保护层形...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·金，J·马洛亚，C·约翰斯顿，C·图菲尔，J·克里斯滕森，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：
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