一种具有抗反极性能的催化剂及其制备方法、阳极催化层和膜电极的制备方法、燃料电池技术

技术编号:43883572 阅读:24 留言:0更新日期:2024-12-31 19:08
本发明专利技术公开了一种具有抗反极性能的催化剂及其制备方法、阳极催化层和膜电极的制备方法、燃料电池,催化剂包括载体以及在载体表面形成的聚合物包覆层,聚合物包覆层表面附着有贵金属纳米颗粒;其制备方法包括:将聚合物单体与载体、引发剂发生聚合反应,得聚合物修饰载体;与贵金属前驱体进行还原反应;阳极催化层和膜电极的制备方法包括:将催化剂与析氧催化剂、质子导体分散于溶剂中,涂覆到质子交换膜上,再将质子交换膜的另一侧涂覆包含铂碳催化剂、质子导体的阴极催化层,配置气体扩散层;燃料电池包括膜电极。本发明专利技术的有益效果是聚合物在高电位下相对较好的化学稳定性,可以保护内部的载体,提高燃料电池阳极抗反极性能和运行耐久性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于催化剂,具体涉及一种具有抗反极性能的催化剂及其制备方法、阳极催化层和膜电极的制备方法、燃料电池


技术介绍

1、随着经济社会的发展,能源需求与缺口不断增大,但化石能源的紧缺、环境污染和碳排放等问题严重威胁着可持续发展。氢能作为一种零碳排放的清洁能源,被认为是人类的终极能源。质子交换膜燃料电池(pemfc)具有功率密度高、运行温度低、启动快速等优势,被认为是最重要、最接近商业化的氢能利用装置之一。它也是当今国际能源科学与技术研发的焦点之一。

2、燃料电池是一种能够将氢气和氧气反应产生电能的装置。在燃料电池中,氢气在阳极处氧化成氢离子,并释放出电子,而氧气在阴极处还原成水。这些电子通过外部电路流动,产生电能。燃料电池的工作原理简单高效,且不会产生污染物,因此被广泛应用于交通工具、电力系统和便携式设备等领域。然而,燃料电池在实际应用中存在一个重要的问题,即反极情况的发生。反极情况是指当燃料电池运行时,反应物的供应不足或反应产物的排放不及时,导致电池的性能下降甚至停止工作。这可能是由于氢气或氧气的供应不稳定、电解质膜的损坏或污染、电极的堵本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具有抗反极性能的催化剂,其特征在于,包括载体以及在所述载体表面形成的聚合物包覆层,所述聚合物包覆层表面附着有贵金属纳米颗粒。

2.根据权利要求1所述的催化剂,其特征在于,所述聚合物包覆层的厚度为1nm~100nm,聚合物包括聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩和聚对苯乙烯中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的催化剂,其特征在于,所述贵金属纳米颗粒的直径为2nm~10nm,所述贵金属纳米颗粒的担载量为10wt%~70wt%,所述贵金属纳米颗粒包括铂、铱、钌、铑纳米颗粒中的一种或多种;

4.一种如权利要求1~3任一所述的具有抗反极性能的催化剂的制备方法,其特...

【技术特征摘要】

1.一种具有抗反极性能的催化剂,其特征在于,包括载体以及在所述载体表面形成的聚合物包覆层,所述聚合物包覆层表面附着有贵金属纳米颗粒。

2.根据权利要求1所述的催化剂,其特征在于,所述聚合物包覆层的厚度为1nm~100nm,聚合物包括聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩和聚对苯乙烯中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的催化剂,其特征在于,所述贵金属纳米颗粒的直径为2nm~10nm,所述贵金属纳米颗粒的担载量为10wt%~70wt%,所述贵金属纳米颗粒包括铂、铱、钌、铑纳米颗粒中的一种或多种;

4.一种如权利要求1~3任一所述的具有抗反极性能的催化剂的制备方法,其特征在于,...

【专利技术属性】
技术研发人员:曾林李政
申请(专利权)人:南方科技大学
类型:发明
国别省市:

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