[發明專利]用于燃料電池的具有金屬氧化物摻雜的催化劑

有效

• 申請號: 201080052585.1
• 申請日: 2010-09-22
• 公開（公告）號: CN102668200A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: C·奎爾納;S·科特爾;E·施瓦布;O·因薩爾;S·布羅伊寧格
• 申請（專利權）人: 巴斯夫歐洲公司
• 主分類號: H01M4/86
• 分類號: H01M4/86;H01M4/90;H01M4/92;H01M8/10;H01M4/88
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 楊曉光;于靜

1.一種催化劑（燃料電池的陰極側），包括：

（A）支撐體；

（B）選自鉑族的至少一種催化活性金屬或包含至少一種鉑族金屬的合金；以及

（C）選自Ti、Sn、Si、W、Mo、Zn、Ta、Nb、V、Cr和Zr的至少一種金屬的至少一種氧化物，

其中，以成分（A）、（B）和（C）的重量百分比的總和為基準，所述至少一種金屬氧化物（C）的所述至少一種金屬的比例在從0.01重量%到0.9重量%的范圍內。

2.根據權利要求1的催化劑，其中，以成分（A）、（B）和（C）的重量百分比的總和為基準，所述催化活性金屬的比例在從10重量%到50重量%的范圍內。

3.根據權利要求1或2的催化劑，其中，所述支撐體選自碳支撐體、聚合物和陶瓷。

4.根據權利要求1到3中任一項的催化劑，其中，以成分（A）、（B）和（C）的重量百分比的總和為基準，所述支撐體的比例在從49.1重量%到89.99重量%的范圍內。

5.根據權利要求1到4中任一項的催化劑，其中，所述至少一種催化活性金屬的合金（B）選自PtNi、PtFe、PtV、PtCr、PtTi、PtCu、PtPd、PtRu、PdNi、PdFe、PdCr、PdTi、PdCu和PdRu。

6.一種制造根據權利要求1到5中任一項的催化劑的方法，包括以下步驟：

（a）在所述支撐體上沉積選自鉑族的所述至少一種催化活性金屬；

（b）在所述支撐體上沉積所述至少一種金屬氧化物的至少一種能夠水解的前體化合物；以及

（c）如果需要，執行熱處理。

7.根據權利要求6的方法，其中，在工藝步驟（a）之后，將其上已經沉積有所述至少一種催化活性金屬的所述支撐體與至少一種另外的催化活性金屬和/或至少一種過渡金屬混合，并且，隨后以任意順序執行工藝步驟（b）和（c）。

8.根據權利要求6或7的方法，其中，包含選自鉑族的所述至少一種催化活性金屬的所述至少一種化合物為Pt(NO₃)₂。

9.根據權利要求6到8中任一項的方法，其中，以在不同溫度下且溫度逐步驟升高的至少兩個步驟執行工藝步驟（c）。

10.根據權利要求6到9中任一項的方法，其中，步驟（c）中的加熱在還原氣氛下執行。

11.根據權利要求6到10中任一項的方法，其中，所述還原氣氛包含氫。

12.根據權利要求6到11中任一項的方法，其中，步驟（c）中的溫度在90℃到900℃的范圍內。

13.根據權利要求1到5中任一項的催化劑作為燃料電池中的電極材料的用途。

14.根據權利要求13的用途，其中，所述燃料電池為聚合物電解質燃料電池（PEFC）。

15.根據權利要求12或13的用途，其中，所述催化劑所用于的電極為陰極。