一种钽基催化剂复合材料、其制备方法和在锂氧电池中的应用

本发明提供了一种钽基催化剂复合材料、其制备方法和在锂氧电池中的应用,本发明实施例通过简单的湿化学法合成了钽基催化剂复合材料,并通过高温氮化反应实现了氮掺杂。该复合材料以碳纳米材料为主体,其上负载的氮掺杂的氧化钽为活性成分,其选用原料储量丰富,价格低廉。实验表明,本发明提供的氮掺杂氧化钽及碳复合材料具有优异的锂氧电池正极反应催化性能：在200mA/g电流密度、2000mAh/g截止容量下,其过电势仅为1.07V(终止电压),远低于纯氧化钽及碳复合材料的1.63V(终止电压)和纯碳材料的2.02V(终止电压),体现了其对锂氧电池正极反应的ORR和OER过程具有优异的催化活性。

2021-11-02

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一种二氧化碳还原电催化剂及其制备方法和应用

本发明涉及一种二氧化碳还原电催化剂及其制备方法和应用,所述二氧化碳还原电催化剂包括：呈空心状态相互粘连的碳基底、以及负载在基底上的Bi/Bi-(2)O-(3)球形纳米颗粒。

2021-11-02

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一种Fe、N共掺杂多孔碳锌空电池催化剂的制备方法

本发明公开了一种Fe、N共掺杂多孔碳锌空电池催化剂的制备方法,将三聚氰胺在马弗炉中进行退火得到的淡黄色产品g-C-(3)N-(4)并磨成粉末得到物料A；将物料A、葡萄糖和乙酰丙酮铁混合后转移到聚四氟乙烯反应釜中进行水热处理,再干燥后冷却至室温得到物料B；将物料B高温热处理得到物料C；将物料C依次酸洗、水洗、干燥得到Fe、N共掺杂多孔碳锌空电池催化剂。本发明制得的Fe、N共掺杂多孔碳锌空电池催化剂的比表面积为224.4m～(2)g～(-1),具有优异的氧还原催化性能,另外,在锌-空气电池中作为阴极组装时,该催化剂显示出99mW cm～(-2)的功率密度,表明该催化剂在实际应用中具有替代Pt催化剂的潜力。

2021-11-02

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一种一维载体复合燃料电池催化剂的制备方法及其应用

本发明公开了一种一维载体复合燃料电池催化剂的制备方法及其应用,属于燃料电池催化剂技术领域。本发明的技术方案要点为：以具有皮芯结构的一维导电材料作为载体,在载体壳层原位引入MOF前驱体,再与金属集流体进行有效复合,然后通过电化学原位活化得到具有低维和高维结构的复合分级燃料电池催化剂材料。制得的催化剂材料以多级组装双金属氢氧化物纳米片为催化活性位点主要区域,均匀稳定地分散于载体表面,通过界面作用稳定和电子传导提升的方法措施,提高了合成过程的可控性和工作环境下的稳定性,使得产物材料结构具有质量高效传输和电荷快速转移的突出技术优势,有利于提升燃料电池催化材料的电化学性能和催化空间利用率。

2021-11-02

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金属有机框架衍生的介孔碳包覆Fe-N/CNTs电催化剂的制备及其应用

本发明提供一种金属有机框架衍生的介孔碳包覆Fe-N/CNTs电催化剂的制备及其应用,包括以下具体步骤,制备UIO-66-NH-(2)和C-(3)N-(4),将所述UIO-66-NH-(2)与二茂铁混合研磨并加热,直至所述二茂铁完全被所述UIO-66-NH-(2)吸收,得到混合物,将所述混合物与所述C-(3)N-(4)混合研磨再进行处理,得到金属有机框架衍生的介孔碳包覆Fe-N/CNTs电催化剂,使用此方法制备金属有机框架衍生的介孔碳包覆Fe-N/CNTs电催化剂,具有工艺简单、条件温和、成本低廉、易于工业化生产特点,且制得的催化剂具有优异的ORR催化活性,适用于低温质子交换膜燃料电池催化剂体系。

2021-11-02

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一种氮化碳改性的甲醇电催化剂及其制备方法和应用

本发明提供的一种氮化碳改性的甲醇电催化剂及其制备方法和应用,本发明以碳材料和含氮化合物为前驱体,均匀混合和高温煅烧后制得氮化碳/碳材料,并以此为基体,向其水和醇混合溶液中加入镍盐、锰盐和尿素,再经水热反应后即可制得氮化碳改性的NiMn双金属氢氧化物/碳纳米复合材料,该材料富含氧空位并对甲醇显示出优异的电催化活性。替代了传统的贵金属催化剂,为甲醇燃料电池提供了一种廉价易得且电催化活性突出的电催化剂。

2021-11-02

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一种燃料电池催化层及其制备方法

为克服现有燃料电池催化层中Pt位点被占据导致ORR活性低以及传质阻力大的问题,本发明提供了一种燃料电池催化层制备方法,包括以下操作步骤：催化剂浆料的配制：配置催化剂浆料,催化剂浆料中包括吸附屏蔽气体的含Pt催化剂；催化层的制备：将催化剂浆料涂覆为浆料层,干燥处理后得到催化层；屏蔽气体的去除：脱除含Pt催化剂上的屏蔽气体。同时,本发明还提供了上述制备方法制备得到的燃料电池催化层。本发明提供的燃料电池催化层制备方法能够有效避免离聚物对含Pt催化剂上催化位点的占据,提高气体传输和质子传输效率,改善催化层的催化活性。

2021-11-02

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一种自催化生长的Zn/Co-N-C碳纳米管氧还原催化剂的制备方法及其应用

本发明公开了一种自催化生长的Zn/Co-N-C碳纳米管氧还原催化剂的制备方法及其应用,将2-甲基咪唑锌盐的甲醇分散液及六水硝酸锌、氧化石墨烯和乙酰丙酮钴(III)的甲醇分散液室温搅拌后得到混合物；经过离心,甲醇洗涤和干燥处理后,在惰性气体保护下进行高温煅烧,冷却至室温；将产物泡酸,洗涤数次,干燥,得到目标产物Zn/Co-N-C碳纳米管氧还原催化剂。本发明制得的碳纳米管氧还原催化剂具备分级多孔性质,在碱性和酸性电解液中均表现出优异的氧还原活性,循环稳定性和甲醇耐受性。将制备碳纳米管氧还原催化剂应用到锌空气电池的阴极,表现出良好的功率密度和令人满意的循环稳定性。

2021-11-02

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一种燃料电池炭载核壳结构铂基催化剂的制备方法

本发明公开了一种燃料电池炭载核壳结构铂基催化剂的制备方法。(1)将过渡金属前驱体的酮溶液与炭黑混合均匀,室温下自然风干得到干粉体A；(2)将所得干粉体A在管式炉中,高温下用还原剂还原为炭载过渡金属干粉体B；(3)将所得干粉体B与铂的化合物的水溶液混合均匀于温和温度下水浴加热,搅拌得到悬浊液C；(4)将所得悬浊液C经离心机离心后干燥或冻干。这个方法所得核壳结构粒度可控,根据还原温度不同核的直径范围为5～15nm,在炭载体上分布均匀,对氧还原反应具有出色的性能。本方法的操作简单,无危险药品的使用,成本较低廉,仅消耗少量廉价化学药品,制备方法简单且耗能少,非常适合工业大规模生产。

2021-11-02

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一种质子交换膜燃料电池膜电极用墨水及其制备方法

本发明属于燃料电池技术领域,具体涉及一种质子交换膜燃料电池膜电极用墨水及其制备方法。本发明的质子交换膜燃料电池膜电极用催化剂墨水,包括催化剂和树脂溶液、表面活性剂及超纯水,所述催化剂是铂载量为40%-60%的铂碳催化剂、铂钴合金催化剂或含铂三元合金催化剂；所述树脂溶液为全氟磺酸树脂溶液；所述表面活性剂为阳离子表面活性剂或者非离子型表面活性剂。本发明通过调节催化剂和树脂溶液、超纯水的比例,采用分步分散工艺,调节催化剂在墨水中的分布状态,降低燃料电池生产成本。本发明的膜电极相对于传统膜电极,因不使用醇类,能够极大的降低生产成本,易于放大,有利于批量生产。

2021-11-02

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