一种S掺杂C负载PtM金属间化合物催化剂、其制备方法及燃料电池膜电极与流程

文档序号:37346020发布日期:2024-03-18 18:20阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种s掺杂c负载ptm金属间化合物催化剂,其特征在于,所述s掺杂c负载ptm金属间化合物催化剂至少包含c载体和负载在c载体上的ptms纳米颗粒,所述c载体中掺杂有元素n和s,s与ptm金属间化合物发生作用得到具备核壳结构的ptms纳米颗粒,所述ptms纳米颗粒与c载体负载得到s掺杂c负载ptm金属间化合物催化剂ptms/snc;其中,所述ptms/snc中s的质量百分率为0.1wt%~0.5wt%,所述ptms/snc中的pt的质量百分率为5wt%~40wt%。

2.如权利要求1所述的s掺杂c负载ptm金属间化合物催化剂,其特征在于,所述ptms/snc中的m选自元素mn、fe、co、ni、cu、zn中的任意一种。

3.如权利要求1所述的s掺杂c负载ptm金属间化合物催化剂,其特征在于,所述ptms/snc中的pt与m的原子个数比为1:1~3:1。

4.一种如权利要求1~3中任意一项所述的s掺杂c负载ptm金属间化合物催化剂的制备方法,其特征在于,至少包含以下步骤:

5.如权利要求4所述的制备方法,其特征在于,步骤s1中,所述m金属的可溶性盐溶液选自mncl2·4h2o、fecl3·6h2o、cocl2·6h2o、nicl2·6h2o、cu(no3)2·3h2o、zn(no3)2·6h2o中的任意一种。

6.如权利要求4所述的制备方法,其特征在于,步骤s1中,所述m金属的可溶性盐溶液的浓度为0.006~0.042mol/l,所述h2ptcl6的浓度为0.004~0.032mol/l。

7.如权利要求4所述的制备方法,其特征在于,步骤s3中,所述高温热处理具体包含:氢气体积百分比占10%vol的ar/h2混合气,气体流速为200ml/min,升温速率10℃/min升至900℃,保温2h后以10℃/min的速率降至600℃,继续保温6h后自然冷却。

8.如权利要求4所述的制备方法,其特征在于,步骤s4中,所述热处理具体包含:升温速率5℃/min升至200℃,保温2h后自然冷却。

9.一种燃料电池膜电极,其特征在于,所述燃料电池膜电极包含如权利要求1~3中任意一项所述的s掺杂c负载ptm金属间化合物催化剂,所述s掺杂c负载ptm金属间化合物催化剂作为燃料电池膜电极的阴极催化剂。

10.如权利要求9所述的燃料电池膜电极,其特征在于,所述燃料电池膜电极包含高温质子交换膜,所述高温质子交换膜为磷酸掺杂的pbi膜。


技术总结
本发明公开了一种S掺杂C负载PtM金属间化合物催化剂、其制备方法及应用,所述S掺杂C负载PtM金属间化合物催化剂至少包含C载体和负载在C载体上的PtMS纳米颗粒,所述C载体中掺杂有元素N和S,S与PtM金属间化合物发生作用得到具备核壳结构的PtMS纳米颗粒,所述PtMS纳米颗粒与C载体负载得到S掺杂C负载PtM金属间化合物催化剂PtMS/SNC;其中,所述PtMS/SNC中的S的质量百分率为0.1wt%~0.5wt%,所述PtMS/SNC中的Pt的质量百分率为5wt%~40wt%。S元素抑制了合金颗粒的团聚,同时优化磷酸的分布、加速质子的传导、抑制磷酸毒化Pt活性位点,利用该催化剂制备得到的低Pt载量的高温质子交换膜燃料电池膜电极具有较高的功率密度。

技术研发人员:邓呈维,杨丞,甘卓凡,姬峰,王梦微,郑博文,刘勇
受保护的技术使用者:上海空间电源研究所
技术研发日:
技术公布日:2024/3/17
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