一种燃料电池用碳纳米管掺杂炭凝胶催化剂及其应用制造技术

本发明专利技术涉及燃料电池催化剂及其应用，具体地说是一种碳纳米管复合炭凝胶催化剂在燃料电池中的应用；所述催化剂的前躯体组分为间苯二酚，甲醛，碳纳米管与金属盐组成，其中金属盐包括IVB、VB、VIB、VIIB、VIII、IB和IIB族中的一种或一种以上的金属元素的可溶性硝酸盐、碳酸盐、硫酸盐、醋酸盐或卤化物；前躯体中间苯二酚与甲醛摩尔比为2∶1，碳纳米管和间苯二酚的质量为1∶1000～1∶500，间苯二酚与金属盐的摩尔比为5∶1～1500∶1，混合有机凝胶经过500～1200℃氨气环境中碳化氮化制得高活性复合炭凝胶催化剂。本发明专利技术作为一种非金属催化剂用作燃料电池阴极催化剂时，表现出良好氧还原活性和电化学稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及质子交换膜燃料电池催化剂，具体地说是一种碳纳米管掺杂炭凝胶催化剂及其在质子交换膜燃料电池中的应用。
技术介绍
燃料电池是一种直接将物质的化学能转化为电能的能量转换装置。燃料电池不以热机形式工作，发电过程不受卡诺循环的限制，其中的大部分燃料的化学能可直接转换为电能，能量转化效率可达到40 60%。同时，燃料电池发电过程中几乎不产生二氧化硫、氮氧化物和悬浮物等有害物质，也不放出温室气体二氧化碳，符合当今社会环保理念。同时，燃料电池所需辅助设备少，省去了大量输电线，操作方便可靠、灵活性大。这些优点使燃料电池被公认为是21世纪首选的清洁、高效的发电技术，近年来受到各国政府和企业的高度重视。 目前电催化剂作为燃料电池关键材料，其材料及制备成本、电化学反应活性和长期运行的稳定性是实现燃料电池商业化最大的障碍。以常见的质子交换膜燃料电池为例，Pt等贵金属材料是在PEMFC中应用最为广泛的催化剂材料，其有限的资源、昂贵的价格以及复杂的制备工艺导致燃料电池的价格不能大幅度降低，成为燃料电池商业化的瓶颈。近年来，非Pt催化剂一度成为各国燃料电池研究人员研究开发的重点和热点，非Pt氧还原阴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池用碳纳米管掺杂炭凝胶催化剂，其特征在于：所述催化剂以间苯二酚、甲醛、金属盐和碳纳米管为原料，采用如下过程制备而成：(1)将碳纳米管用酸溶液或双氧水进行加热回流表面净化处理；(2)将间苯二酚和溶剂按0.1～10ml溶剂/1g间苯二酚的比例混合配制透明溶液A；(3)将金属盐加入到上述溶液A中混合均匀，得到溶液B，其中间苯二酚与金属盐中金属原子的摩尔比为10∶1～1500∶1；(4)将碳纳米管和水按质量比为1∶200～1∶500在超声中均匀分散成碳纳米管悬浮液，再滴加到溶液B中均匀混合，其中间苯二酚与碳纳米管质量比为500∶1～2000∶1；向混合溶液中加入质量浓度为20～40％的甲醛溶...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张华民，柳丝丝，钟和香，金虹，唐永福，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：