催化剂浆料及其制备方法、催化层、膜电极以及燃料电池技术

本发明专利技术提供了一种催化剂浆料及其制备方法、催化层、膜电极以及燃料电池。该催化剂浆料包括催化剂、离聚物、溶剂以及碳材料；其中，碳材料选自单壁纳米管、多壁纳米管、可膨胀石墨或富勒烯中的一种或多种；催化剂选自Pt/C，其碳载体为含介孔结构载体，介孔孔径为20~50nm；单壁纳米管和多壁纳米管的直径均小于碳载体介孔孔径，可膨胀石墨和富勒烯的粒径均小于碳载体介孔孔径。本发明专利技术有效解决了现有技术中的膜电极因催化活性过电位、或欧姆过电位变大导致的实际电压变小的技术问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及质子交换膜燃料电池领域，具体而言，涉及一种催化剂浆料及其制备方法、催化层、膜电极以及燃料电池。

技术介绍

1、膜电极作为质子交换膜燃料电池的核心组件，其由质子交换膜，阴阳极催化层和阴阳极气体扩散层组成。其中催化层的设计直接关系到膜电极的电化学催化性能。催化层包括碳载铂催化剂，聚合物粘合剂、添加剂以及溶剂配制而成，采用不同的组分配方和制备工艺对催化层的性能具有非常大的影响。随着催化剂技术的发展，具有介孔结构的碳载体具有更高的表面积，能够提供更多的pt位点，从而提升膜电极性能和耐久性。

2、现有技术中的含介孔结构的碳载体虽然具有更高的表面积，能够提供更多的pt位点，从而在一定程度上提升膜电极性能和耐久性。然而，由于碳载体自身的介孔结构，部分pt颗粒负载到孔洞内部，使得离聚物难以完全包覆，从而无法传导质子到孔洞内的pt颗粒上，导致质子只能通过覆盖在催化剂表面以及内部的水进行传导，同时含介孔结构的碳载体的保水性差，造成部分pt活性位点得不到充分利用，使得质子传导性变差，而且含介孔结构的碳载体本身的电子传导性也较传统碳载体差，造成膜电极活性本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种催化剂浆料，其特征在于，所述催化剂浆料包括催化剂、离聚物、溶剂以及碳材料；其中，所述碳材料选自单壁纳米管、多壁纳米管、可膨胀石墨或富勒烯中的一种或多种；所述催化剂选自Pt/C，其碳载体为含介孔结构载体，所述介孔孔径为20~50nm；所述单壁纳米管和所述多壁纳米管的直径均小于所述碳载体介孔孔径，所述可膨胀石墨和所述富勒烯的粒径均小于所述碳载体介孔孔径。

2.根据权利要求1所述的催化剂浆料，其特征在于，所述催化剂浆料中所述碳材料的重量百分含量为0.01~5%。

3.根据权利要求1所述的催化剂浆料，其特征在于，所述Pt/C催化剂中，Pt的载量为20~60wt%；...

【技术特征摘要】

1.一种催化剂浆料，其特征在于，所述催化剂浆料包括催化剂、离聚物、溶剂以及碳材料；其中，所述碳材料选自单壁纳米管、多壁纳米管、可膨胀石墨或富勒烯中的一种或多种；所述催化剂选自pt/c，其碳载体为含介孔结构载体，所述介孔孔径为20~50nm；所述单壁纳米管和所述多壁纳米管的直径均小于所述碳载体介孔孔径，所述可膨胀石墨和所述富勒烯的粒径均小于所述碳载体介孔孔径。

2.根据权利要求1所述的催化剂浆料，其特征在于，所述催化剂浆料中所述碳材料的重量百分含量为0.01~5%。

3.根据权利要求1所述的催化剂浆料，其特征在于，所述pt/c催化剂中，pt的载量为20~60wt%；所述pt/c催化剂中，所述碳载体的粒径为0.5~5μm；和/或，

4.根据权利要求1至3中任一项所述的催化剂浆料，其特征在于，所述催化剂浆料中，所述催化剂与所述离聚物的重量比为1:（0.4~0.8）；...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵鹏鹃，
申请(专利权)人：未势能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：