高活性高稳定性复合活性位点燃料电池氧还原催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高活性高稳定性复合活性位点燃料电池氧还原催化剂及其制备方法，属于燃料电池技术领域。解决现有技术制备铂基催化剂存在的制备方法复杂、活性稳定性低、载体表面积利用率不高的技术问题。本发明专利技术的催化剂的制备方法以2‑甲基咪唑、乙酰丙酮铁与六水合硝酸锌为原料制备富含Fe‑N‑C单原子位点的载体，接着在载体上负载L1<subgt;2</subgt;‑Pt<subgt;3</subgt;Fe金属间化合物制得。本发明专利技术制得的催化剂具有卓越的电化学性能，且处理方法操作简便，制作周期较短，Pt的纳米颗粒粒径集中在2.5nm左右，L1<subgt;2</subgt;‑Pt<subgt;3</subgt;Fe金属间化合物和Fe‑N‑C单原子活性位点能够协同催化氧还原反应，因此在活性稳定性明显提升的同时降低了贵金属铂的载量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于燃料电池，具体涉及一种高活性高稳定性复合活性位点燃料电池氧还原催化剂及其制备方法。

技术介绍

1、质子交换膜燃料电池(pemfcs)具有高能量转化效率、高功率密度和对环境友好可持续等优点，在燃料电池的运行过程中，除了需要克服阳极产生的氢离子向阴极扩散的传质阻力外，氧还原反应的动力学过程还会比氢氧化反应低几个数量级，因此为了燃料电池的顺利运行，阴极pt的负载量远远高于阳极，同时为了提高燃料电池的功率密度，无疑对燃料电池中pt的负载量提出了更高的需求。目前pt基催化剂的高成本和低稳定性限制了燃料电池的商业应用，为了解决这些紧迫问题，研究者们需要在不断提高贵金属pt在催化剂中利用率的同时，也需要进一步提高pt基催化剂的活性和稳定性。

2、在过去几十年中许多研究人员发现，pt与过渡金属形成合金如ptxniy，ptxcoy，ptxfey等表现出明显提升的质量活性和本征活性，这是因为过渡金属和pt相比具有较小的原子半径和较低的电负性，在pt与过渡金属形成合金的时候，过渡金属的合金化可以调节pt的电子结构和晶格应变，降低了pt的5d带中心和优化本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高活性高稳定性复合活性位点燃料电池氧还原催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述2-甲基咪唑、乙酰丙酮铁与六水合硝酸锌的质量比为6.5g:0.66g:3g。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述载体富含微孔和介孔结构并具有大的比表面积，并且载体中富含能够高效催化氧还原反应的Fe-N-C单原子活性位点。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中超声分散的时间为20min～60min，搅拌的时间是24小时，热解的条件为950℃下保持2小时，烘干...

【技术特征摘要】

1.一种高活性高稳定性复合活性位点燃料电池氧还原催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述2-甲基咪唑、乙酰丙酮铁与六水合硝酸锌的质量比为6.5g:0.66g:3g。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述载体富含微孔和介孔结构并具有大的比表面积，并且载体中富含能够高效催化氧还原反应的fe-n-c单原子活性位点。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中超声分散的时间为20min～60min，搅拌的时间是24小时，热解的条件为950℃下保持2小时，烘干的温度为55℃。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤b)中所述载体与六水合氯铂酸、六水合三氯化铁的...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢巍，赵拓，刘长鹏，金钊，李晨阳，梁亮，侯帅，王显，张弘，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：