一种提高燃料电池催化剂稳定性和催化剂利用率的方法
专利类型：发明专利
语 言：中文
申 请 号：CN201010542730.6
申 请 日：20101115
申 请 人：重庆大学
申请人地址：400030 重庆市沙坪坝区沙正街174号重庆大学
公 开 日：20130206
公 开 号：CN102024965B
代 理 人：
代理机构：
摘 要：本发明提供一种提高燃料电池催化剂稳定性和催化剂利用率的方法，属于燃料电池技术领域。本发明通过原位化学氧化聚合的方法在Pt/C催化剂的碳表面修饰一层具有共轭大π键结构的导电聚苯胺，一方面，利用聚苯胺与Pt纳米粒子之间的强相互作用阻止Pt纳米粒子在碳载体表面的迁移、团聚长大，提高催化剂的稳定性；另一方面，聚苯胺本身是优良的质子和电子导体同时具有优异的氧气渗透能力，将聚苯胺覆盖在碳载体表面可以增加Pt纳米粒子暴露在燃料电池三相反应界面的几率，提高催化剂的利用率。本发明方法简单易行，生产成本低廉，采用本发明制备的催化剂可应用于以质子交换膜为电解质的燃料电池。用本发明制造的燃料电池，广泛应用于电动汽车，各种航天器，便携式电子设备，如摄像机，笔记本电脑，电动玩具等。
主 权 项：一种提高燃料电池催化剂稳定性和催化剂利用率的方法，其具体方法步骤包括(1)、碳载体的功能化处理称取1克市售VULCAN?XC?72碳粉，加入150毫升体积比为1∶4的30％过氧化氢和浓硫酸的混合溶液中，超声振荡搅拌3小时后，用超纯水稀释，静置24小时后滤出上层清液，经多次离心洗涤，烘干，研磨后得到功能化的VULCAN?XC?72碳粉；(2)、制备PT/C催化剂按功能化的VULCAN?XC?72碳粉∶氯铂酸的质量比为1∶1称取功能化的VULCAN?XC?72碳粉和氯铂酸，以乙二醇为溶剂在超声波条件下振荡均匀，以质量浓度为5％的NAOH溶液调节PH值为11，然然后在氮气或氩气气氛保护下，于160℃下搅拌回流3小时后冷却至室温，将产物离心洗涤、烘干、研磨后得到PT/C催化剂；其特征在于：(3)、聚苯胺修饰PT/C催化剂的原位合成按PT/C催化剂∶苯胺的质量比为1∶0.1～1称取PT/C催化剂和苯胺，按苯胺∶过硫酸铵的摩尔比为1∶1～1.25称取过硫酸铵；先向PH值为0～3的酸性水溶液中加入苯胺，超声搅拌10～30分钟后，加入步骤(2)制备的PT/C催化剂，继续超声搅拌1～4小时，待PT/C催化剂分散均匀后，在0～25℃搅拌条件下，将溶解于PH值为0～3的酸性水溶液中的过硫酸铵缓慢滴加到PT/C催化剂与苯胺的混合溶液中，滴加时间控制在10～30分钟，滴加完毕后，在0～25℃搅拌条件下，继续反应5～24小时；然后将产物离心洗涤，烘干，研磨后得到聚苯胺修饰PT/C催化剂。
关 键 词：
法律状态：公开
IPC专利分类号：H01M8/04