一种碳载体及其制备方法和应用技术

本申请涉及一种碳载体及其制备方法和应用，属于燃料电池技术领域；选择低沸点的氮前驱体利用化学气相沉积法对碳载体进行氮掺杂，可在较低温度下实现碳载体石墨化和官能团化平衡，相对比现有的对混合的氮有机前驱体和碳载体进行高温处理方法，操作简便，工艺可控，可放大，对碳结构破坏性低。石墨化处理后的碳载体由于其稳定的石墨碳结构提高了载体在燃料电池中的耐腐蚀性，进一步氧化处理和掺杂氮原子对碳载体表面修饰提高碳载体在催化剂合成过程中的分散性，利于在制备催化剂时活性材料的负载和在载体上的分散；此外形成氮和活性材料的键合，改善活性材料的电负性并增强活性材料与载体的相互作用，从而使所制备的催化剂具有更高的活性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及燃料电池，尤其涉及一种碳载体及其制备方法和应用。

技术介绍

1、随着化石燃料消耗量的增加和温室气体排放的加速，清洁能源技术越来越受到关注。其中，质子交换膜燃料电池(pemfc)因其高能量密度、高能效、快速加油和零排放等特点而成为一项很有前途的技术。尽管已经见证了快速发展，但高昂的成本、不令人满意的性能和耐久性不足仍然是更广泛地实现pemfc商业化的主要限制因素。

2、其中，膜电极组件(mea)中用于电化学反应的催化剂决定了pemfc的整体性能和耐久性。目前，pt或pt基材料仍然是最常用的催化剂，在orr方面表现出最先进的性能。催化剂载体在决定整体mea性能方面起着至关重要的作用，因为它参与了装料和质量传递的三相边界的构建。炭黑作为燃料电池催化剂广泛使用的载体材料，包括xc-72和ketjen黑等，因其导电性高、成本低、性能好而被采用。然而，炭黑载体在高电位下的腐蚀会通过迁移和团聚以及表面加载的pt纳米颗粒的分离而显着降低催化剂性能。此外，由于严重的碳腐蚀，支撑孔结构的坍塌和疏水性能的丧失，从而恶化了阴极催化剂层的传质。由于石墨化程度低本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种碳载体的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的碳载体的制备方法，其特征在于，所述氮前驱体包括氨气、乙腈和苯胺中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的碳载体的制备方法，其特征在于，所述退火的温度为450℃～850℃；和/或

4.根据权利要求1所述的碳载体的制备方法，其特征在于，所述碳载体原料包括科琴黑、乙炔黑和介孔碳中的至少一种；和/或

5.根据权利要求1所述的碳载体的制备方法，其特征在于，所述对所述第一中间品进行氧化处理，得到第二中间品包括：

6.根据权利要求5所述的碳载体的制备方法，其特征在于，...

【技术特征摘要】

1.一种碳载体的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的碳载体的制备方法，其特征在于，所述氮前驱体包括氨气、乙腈和苯胺中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的碳载体的制备方法，其特征在于，所述退火的温度为450℃～850℃；和/或

4.根据权利要求1所述的碳载体的制备方法，其特征在于，所述碳载体原料包括科琴黑、乙炔黑和介孔碳中的至少一种；和/或

5.根据权利要求1所述的碳载体的制备方法，其特征在于，所述对所述第一中间品进行氧化处理，得到第二中间品包括：

6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾志民，史建鹏，唐雪君，李洪涛，罗昪，
申请(专利权)人：东风汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：