一种燃料电池用抗反极催化剂及其制备方法

文档序号:1892233 发布日期:2021-11-26 浏览:35次 >En<

阅读说明:本技术 一种燃料电池用抗反极催化剂及其制备方法 (Anti-reversal catalyst for fuel cell and preparation method thereof ) 是由 熊鑫 余金礼 丁俊杰 于 2021-08-31 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种燃料电池用抗反极催化剂及其制备方法。该催化剂是以贵金属铂为主要活性元素,以其他金属铁、钴、镍、铜、锡、铋、锰、钨、钇、钯、铑、钌(或)和铱为调控组分,以耐腐蚀的多孔纳米导电材料为载体的担载型铂基催化剂。该催化剂具有非常优异的催化活性、稳定性、抗毒性和抗反极能力,并且具有铂含量低、利用率高的优点,总体成本低等优点。该催化剂是通过多步骤还原和化学置换所得,先通过合成普通金属的纳米粒子核心,此后通过化学置换和进一步还原得到目标催化剂。该制备方法稳定可靠,扩展方便,成本低廉。(The invention discloses an anti-reversal catalyst for a fuel cell and a preparation method thereof. The catalyst is a supported platinum-based catalyst which takes noble metal platinum as a main active element, takes other metals such as iron, cobalt, nickel, copper, tin, bismuth, manganese, tungsten, yttrium, palladium, rhodium, ruthenium (or) and iridium as regulation and control components, and takes a corrosion-resistant porous nano conductive material as a carrier. The catalyst has the advantages of excellent catalytic activity, stability, antitoxicity and antipole resistance, low platinum content, high utilization rate, low overall cost and the like. The catalyst is obtained through multi-step reduction and chemical replacement, and the target catalyst is obtained through synthesizing the nanoparticle core of common metal and then through chemical replacement and further reduction. The preparation method is stable and reliable, convenient to expand and low in cost.)

一种燃料电池用抗反极催化剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及燃料电池领域,具体来讲涉及一种燃料电池用抗反极催化剂及其制备方法。本发明也适用于纳米材料及其制备、金属空气电池或各类膜式电解池。

背景技术

能源动力的的革命使燃料电池技术快速发展,作为一种清洁能源转换技术,燃料电池高效率,高比功率,清洁环保等优点,因而被认为是第四种发电方式。作为燃料电池的核心材料,铂基催化剂的问题长期制约着燃料电池发展。具体的讲,由于铂的稀缺性,铂基催化剂成本高昂,降低铂的含量,提高铂的利用率是燃料电池领域的必然路径。CN200610019303公开了一种用化学置换法制备核壳催化剂的一种方法,该方法先合成非贵金属的纳米颗粒,此后加入贵金属盐溶液进行化学置换得到以贵金属为壳的、非贵金属纳米颗粒为核的核壳结构催化剂溶液,最后在非担载型核壳催化剂溶液中加入碳载体进行吸附,得到担载型核壳催化剂。中国专利CN 109830702A公布了一种铂镍催化剂的制备方法,该方法采用高温高压反应,制备出纳米合金结构的PtNi催化剂。CN 111082074 A报道了一种去合金法合成了一种多孔铂基催化剂,该方法是将铂盐与非铂金属盐共还原后加入载体之后进行酸洗。目前,该类催化剂生产工艺多数采用间歇性生产工艺,且无法控制非贵金属和贵金属的比例,金属产量低,贵金属转化率低,产品性能一般,稳定性差,一致性差,且少有关注催化剂的抗反极功能。改进催化剂结构和成分,以及制备方法是是提高铂的转化率,产品性能的有效方法。此外,催化剂的成分对膜电极的抗反极能力有至关重要的影响。特别是在实际工况下,由于燃料电池的频繁变载导致的反极现象会对膜电极造成致命的伤害。添加抗反极成分,诸如铈、铱,钌等元素可以同时提高催化剂的稳定性和抗反极能力。综上所述,开发新型的催化剂制备技术,改善催化剂的结构和成分,是开发新一代催化剂,推动燃料电池产业发展的重要途径。

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