[發明專利]用于燃料的薄膜催化材料

有效

• 申請號: 201380018286.X
• 申請日: 2013-03-28
• 公開（公告）號: CN104203408B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發明（設計）人: G·A·哈德斯;I·R·哈克尼斯;M·I·派馳;J·D·B·沙曼;E·A·懷特;A·M·威爾庫克斯
• 申請（專利權）人: 莊信萬豐燃料電池有限公司
• 主分類號: B01J37/02
• 分類號: B01J37/02;B01J23/40;B01J23/89;B01J35/00;B01J35/02;B01J35/06;B01J35/10;H01M4/86
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 柳冀

1.一種催化材料，其包含(i)載體材料，和(ii)薄膜催化劑涂層，該涂層具有外面和與該載體材料相鄰的內面，該薄膜催化劑涂層的平均厚度≤8nm，和其中至少40％的載體材料表面積被該薄膜催化劑涂層覆蓋；和其中該薄膜催化劑涂層包含第一金屬和一種或多種第二金屬，和其中該薄膜催化劑涂層中該第一金屬的原子百分比在該薄膜催化劑涂層的整個厚度中是不均勻的。

2.一種催化材料，其包含(i)載體材料，和(ii)薄膜催化劑涂層，該涂層具有外面和與該載體材料相鄰的內面，該薄膜催化劑涂層的表面積是至少25m²/g，和其中至少40％的載體材料表面積被該薄膜催化劑涂層覆蓋；和其中該薄膜催化劑涂層包含第一金屬和一種或多種第二金屬，和其中該薄膜催化劑涂層中該第一金屬的原子百分比在該薄膜催化劑涂層的整個厚度中是不均勻的。

3.根據權利要求1和2中任一項所述的催化材料，其中該第一金屬選自鉑族金屬。

4.根據權利要求3所述的催化材料，其中該第一金屬是鉑或銥。

5.根據權利要求1-4中任一項所述的催化材料，其中該一種或多種第二金屬不同于該第一金屬，并且選自過渡金屬、稀土金屬、堿金屬、堿土金屬、IVA族金屬和VA族金屬；或者其氧化物。

6.根據權利要求5所述的催化材料，其中該一種或多種第二金屬選自鉻、鈷、鎳、鋅、釔、鈮、錫、鉭、鈧、鈀、銥、鑭、銅、鈦、銀、金、銠、鉑、鎢、鋨、釩、釕、鐵、鈰、釓、鈉、鉀、鈣、鍶、鉛和鉍。

7.根據前述權利要求中任一項所述的催化材料，其中該第一金屬與該一種或多種第二金屬形成合金。

8.根據前述權利要求中任一項所述的催化材料，其中該薄膜催化劑涂層的外面處該第一金屬的原子百分比是50-100原子％。

9.根據前述權利要求中任一項所述的催化材料，其中該薄膜催化劑涂層的外面處該第一金屬的原子百分比大于該薄膜催化劑涂層的內面處該第一金屬的原子百分比。

10.根據前述權利要求中任一項所述的催化材料，其中該載體材料是纖維。

11.根據權利要求1-9中任一項所述的催化材料，其中該載體材料是微粒。

12.根據前述權利要求中任一項所述的催化材料，其中在該載體材料與該薄膜催化劑涂層之間存在夾層。

13.根據權利要求12所述的催化材料，其中該夾層選自金屬、金屬氮化物、混合金屬氮化物、金屬氧化物、碳或硼摻雜的金剛石。

14.根據前述權利要求中任一項所述的催化材料，其中該催化材料進一步包含另外的催化劑組分，該另外的催化劑組分包括第三和任選的一種或多種第四金屬。

15.一種催化劑層，其包含多個根據權利要求1-14任一項所述的催化材料。

16.一種電極，其包含氣體擴散層和根據權利要求15所述的催化劑層。

17.一種催化的膜，其包含質子傳導膜和根據權利要求15所述的催化劑層。

18.一種催化的轉移基底，其包含轉移基底和根據權利要求15所述的催化劑層。

19.一種膜電極組件，其包含根據權利要求15所述的催化劑層，根據權利要求16所述的電極或者根據權利要求17所述的催化的膜。

20.一種燃料電池，其包含根據權利要求1-14任一項所述的催化材料，根據權利要求15所述的催化劑層，根據權利要求16所述的電極或者根據權利要求17所述的催化的膜。