一种质子交换膜燃料电池抗反极PtIr/CNT催化剂及其制备方法

文档序号:26055029发布日期:2021-07-27 15:32阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种质子交换膜燃料电池抗反极阳极催化剂,其特征在于,所述抗反极阳极催化剂以ptir合金为活性组分,以碳纳米管为载体,所述pt与ir的摩尔比为6~1:1。

2.根据权利要求1所述的抗反极阳极催化剂,其特征在于,所述ptir合金的粒径为1.6~1.9nm,所述活性组分和载体的质量比为0.1~0.8:1;所述pt与ir的摩尔比为3:1。

3.根据权利要求2所述的抗反极阳极催化剂,其特征在于,所述活性组分和载体的质量比重为0.2~0.7:1。

4.一种权利要求1所述的催化剂的制备方法,其特征在于,所述ptir合金通过多元醇回流法制备,所述催化剂的制备方法包括如下步骤:

①载体前处理

步骤一:称取碳纳米管,加入市售浓硫酸与市售浓硝酸的混合溶液中,搅拌后得到混合液1;

步骤二:将所述混合液1用去离子水稀释,过滤洗涤,直至滤液ph达到中性,然后将滤渣干燥,得到所述载体;

②ptir/cnt催化剂的制备

步骤三:将所述载体超声分散于乙二醇与水的混合溶液中,加入pt和ir的前驱体,通入氮气除氧,用naoh溶液将ph调至10以上,120℃~160℃下回流6~12h,然后加入盐酸将ph调至2以下,搅拌,产物用去离子水离心洗涤,真空干燥,得到所述催化剂。

5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,步骤一中,搅拌温度为60~130℃;搅拌时间为1~6h。

6.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述浓硫酸与浓硝酸的体积比为5:1~1:5。

7.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述pt前驱体为氯铂酸、亚氯铂酸钾、乙酰丙酮铂中的一种;所述ir前驱体为氯铱酸、三氯化铱、乙酰丙酮铱中的一种。

8.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,步骤三中,乙二醇与水的体积比为1:3~3:1。

9.一种燃料电池抗反极阳极催化层,其特征在于,所述阳极催化层包括权利要求1所述的抗反极阳极催化剂,所述阳极催化层无需额外添加抗反极添加剂。

10.一种权利要求9所述的燃料电池抗反极阳极催化层在燃料电池中的应用。


技术总结
本发明提供了一种质子交换膜燃料电池抗反极阳极催化剂,所述抗反极阳极催化剂以PtIr合金为活性组分,以碳纳米管为载体,所述Pt与Ir的摩尔比为6~1:1;本发明提供阳极催化剂用于燃料电池阳极催化层时无需额外添加抗反极添加剂,避免了直接加入氧化铱或铱会导致的团聚,能够在燃料电池出现频繁多次反极后,保持较好的性能,显著提高膜电极的反极耐受性能。

技术研发人员:宋微;李咏焕;姜广;俞红梅;邵志刚
受保护的技术使用者:中国科学院大连化学物理研究所
技术研发日:2021.03.26
技术公布日:2021.07.27
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