一种燃料电池的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种燃料电池。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的发展，人们生产生活水平的不断提高，人类对能源的需求量日益增加，但是传统能源是非可再生资源，而且导致的污染问题日益严重，因此人类对新型清洁能源的需求越来越高，目前应用中较多地使用燃料电池作为替代能源，但是目前的燃料电池还存在一些问题和缺陷，例如其使用寿命较短，迫切需要一种具有较长使用寿命的燃料电池。
【发明内容】
[0003]本发明提供一种燃料电池，其包括阳极催化剂层、聚合物离子传导膜以及阴极催化剂层，其特征在于，所述阳极催化剂层和所述聚合物离子传导膜之间设置第一牺牲材料层，在所述阴极催化剂层和所述聚合物离子传导膜之间设置第二牺牲材料层，其中所述第一、第二牺牲材料层的主体材料为牺牲碳，其中所述牺牲碳选自由Vulcan碳、无定形活性碳、BlackPearl、Ketjen Black、高表面积碳及其组合组成的组中的一种或多种,其中所述牺牲碳存在量为0.15到0.35mg/cm2，所述第一、第二牺牲材料层还包括贵金属添加剂，所述贵金属添加剂选自由Pt、Pd、Ir、Ru和Rh的金属形式或氧化物形式及所述贵金属的合金和混合物组成的组中的一种或多种，其中牺牲碳的腐蚀速率是阴极催化剂碳载体或阳极催化剂碳载体的腐蚀速率的2-10倍。
[0004]有益效果
[0005]本发明大幅提高了电池的使用寿命。
【具体实施方式】
[0006]下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0007]实施例1
[0008]该燃料电池，其包括阳极催化剂层、聚合物离子传导膜以及阴极催化剂层，其特征在于，所述阳极催化剂层和所述聚合物离子传导膜之间设置第一牺牲材料层，在所述阴极催化剂层和所述聚合物离子传导膜之间设置第二牺牲材料层，其中所述第一、第二牺牲材料层的主体材料为牺牲碳，其中所述牺牲碳为无定形活性碳，其中所述牺牲碳存在量为0.15mg/cm2,所述第一、第二牺牲材料层还包括贵金属添加剂,所述贵金属添加剂为Pd,其中牺牲碳的腐蚀速率是阴极催化剂碳载体或阳极催化剂碳载体的腐蚀速率的2倍。
[0009]实施例2
[0010]该燃料电池，其包括阳极催化剂层、聚合物离子传导膜以及阴极催化剂层，其特征在于，所述阳极催化剂层和所述聚合物离子传导膜之间设置第一牺牲材料层，在所述阴极催化剂层和所述聚合物离子传导膜之间设置第二牺牲材料层，其中所述第一、第二牺牲材料层的主体材料为牺牲碳，其中所述牺牲碳为BlackPearl，其中所述牺牲碳存在量为0.15到0.35mg/cm2,所述第一、第二牺牲材料层还包括贵金属添加剂,所述贵金属添加剂为Ru,其中牺牲碳的腐蚀速率是阴极催化剂碳载体或阳极催化剂碳载体的腐蚀速率的10倍。
[0011]实施例3
[0012]该燃料电池，其包括阳极催化剂层、聚合物离子传导膜以及阴极催化剂层，其特征在于，所述阳极催化剂层和所述聚合物离子传导膜之间设置第一牺牲材料层，在所述阴极催化剂层和所述聚合物离子传导膜之间设置第二牺牲材料层，其中所述第一、第二牺牲材料层的主体材料为牺牲碳，其中所述牺牲碳为Ketjen Black，其中所述牺牲碳存在量为0.25mg/cm2,所述第一、第二牺牲材料层还包括贵金属添加剂,所述贵金属添加剂氧化铱，其中牺牲碳的腐蚀速率是阴极催化剂碳载体或阳极催化剂碳载体的腐蚀速率的6倍。
[0013]实施例4
[0014]该燃料电池，其包括阳极催化剂层、聚合物离子传导膜以及阴极催化剂层，其特征在于，所述阳极催化剂层和所述聚合物离子传导膜之间设置第一牺牲材料层，在所述阴极催化剂层和所述聚合物离子传导膜之间设置第二牺牲材料层，其中所述第一、第二牺牲材料层的主体材料为牺牲碳，其中所述牺牲碳为Vulcan碳、无定形活性碳、BlackPearl>Ketjen Black、高表面积碳的组合,其中所述牺牲碳存在量为0.2mg/cm2,所述第一、第二牺牲材料层还包括贵金属添加剂，所述贵金属添加剂选为Pt、Pd、Ir、Ru和Rh的氧化物的混合物，其中牺牲碳的腐蚀速率是阴极催化剂碳载体或阳极催化剂碳载体的腐蚀速率的5倍。
【主权项】
1.一种燃料电池，其包括阳极催化剂层、聚合物离子传导膜以及阴极催化剂层，其特征在于，所述阳极催化剂层和所述聚合物离子传导膜之间设置第一牺牲材料层，在所述阴极催化剂层和所述聚合物离子传导膜之间设置第二牺牲材料层，其中所述第一、第二牺牲材料层的主体材料为牺牲碳，其中所述牺牲碳选自由Vulcan碳、无定形活性碳、BlackPearl>Ketjen Black、高表面积碳及其组合组成的组中的一种或多种，其中所述牺牲碳存在量为0.15到0.35mg/cm2,所述第一、第二牺牲材料层还包括贵金属添加剂,所述贵金属添加剂选自由Pt、Pd、Ir、Ru和Rh的金属形式或氧化物形式及所述贵金属的合金和混合物组成的组中的一种或多种，其中牺牲碳的腐蚀速率是阴极催化剂碳载体或阳极催化剂碳载体的腐蚀速率的2-10倍。
2.如权利要求1所述的燃料电池，其中所述牺牲碳存在量为0.2mg/cm2。
3.如权利要求1所述的燃料电池，其中所述牺牲碳存在量为0.25mg/cm2。
【专利摘要】本发明提供一种燃料电池，其包括阳极催化剂层、聚合物离子传导膜以及阴极催化剂层，其特征在于，所述阳极催化剂层和所述聚合物离子传导膜之间设置第一牺牲材料层，在所述阴极催化剂层和所述聚合物离子传导膜之间设置第二牺牲材料层，其中所述第一、第二牺牲材料层的主体材料为牺牲碳，其中所述牺牲碳选自由Vulcan碳、无定形活性碳、BlackPearl、Ketjen Black、高表面积碳及其组合组成的组中的一种或多种，其中所述牺牲碳存在量为0.15到0.35mg/cm2，所述第一、第二牺牲材料层还包括贵金属添加剂，所述贵金属添加剂选自由Pt、Pd、Ir、Ru和Rh的金属形式或氧化物形式及所述贵金属的合金和混合物组成的组中的一种或多种，其中牺牲碳的腐蚀速率是阴极催化剂碳载体或阳极催化剂碳载体的腐蚀速率的2-10倍。
【IPC分类】H01M4-92, H01M8-02
【公开号】CN104733735
【申请号】CN201310705842
【发明人】王海伟, 田攀
【申请人】青岛蓝图文化传播有限公司市南分公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2013年12月19日