[發明專利]燃料電池的催化劑處理

有效

• 申請號: 201380069711.8
• 申請日: 2013-01-08
• 公開（公告）號: CN104904051B
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: J·M·馬祖羅;E·L·伊佐;R·M·達林
• 申請（專利權）人: 奧迪股份公司
• 主分類號: H01M4/88
• 分類號: H01M4/88;H01M4/90;B01J37/02;B01J37/06
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 楊曉光;于靜

根據實施例，一種制備用于燃料電池組件催化劑的方法，包括將催化劑顆粒浸泡于檸檬酸中。在被浸泡在所述檸檬酸中之后，所述催化劑顆粒然后被清洗。催化劑顆粒被清洗之后被干燥。如果需要,預處理的催化劑顆粒被納入用于制作燃料電池組件的催化劑墨中。

背景技術

燃料電池促進用于發電的電化學反應。燃料電池一個重要方面是催化劑的效率。如果催化劑不能夠以希望的或最佳的方式表現，諸如電流密度等燃料電池性能可受到負面影響。就改善燃料電池催化劑性能已經有多種提案。

其他與燃料電池性能相關的問題涉及水分管理。例如,過飽和條件,特別是在低工作溫度下,傾向于減弱燃料電池性能。燃料電池膜變干是性能達不到最佳的另一個原因。

發明內容

根據實施例，一種制備用于燃料電池組件的催化劑的方法，其包括在檸檬酸中浸泡催化劑顆粒。在被浸泡于所述檸檬酸中之后，所述催化劑顆粒然后被清洗。

根據實施例,催化劑顆粒被清洗之后被干燥。如果需要，預處理過的催化劑顆粒可被納入用作制作燃料電池組件的催化劑墨中。

對于本領域技術人員，由以下的詳細描述中，公開的示例實施例的各種特征和優點將變得顯而易見。詳細說明的附圖簡要描述如下。

附圖說明

圖1示意性地示出處理對于燃料電池組件有用的催化劑的一個實例過程。

圖2示意性地示出包括有根據本發明實施例處理的催化劑的實例燃料電池組件的性能特性。

圖3圖示說明包括有根據本發明實施例處理的催化劑的實例燃料電池組件的另一個性能特性。

圖4說明包括有根據本發明實施例處理的催化劑的實例燃料電池組件的另一個性能特性。

具體實施方式

圖1示意性地示出用于預處理對于制作燃料電池組件(如包括于膜電極組件內的催化劑層)有用的催化劑的過程20。催化劑顆粒22與水24在容器26中結合。在一個實例中，催化劑顆粒22為市場上可買到的鉑基催化劑顆粒。例如，在一個示例性實施例中包括有Pt/C催化劑顆粒。

于另一個容器34內，檸檬酸30被溶解于水32中。附加的水36隨來自容器34的檸檬酸一起被添加至容器26。在一個實例中，約1g的20％Pt/C催化劑與400ml水結合在容器26中，于容器34中，約7.5g檸檬酸被溶解在200ml水中，且如38所示另一份100ml的水36被添加以在容器26中產出混合物。

在容器26內的包括催化劑顆粒22、檸檬酸30和水36的混合物被使用攪拌裝置40攪拌。一個實例包括攪拌混合物大約兩個小時的時間。

期望的量的攪拌之后，混合物在42被過濾且催化劑顆粒被清洗。一個實例包括重復過濾和清洗催化劑顆粒。例如，來自容器26的初始混合物被過濾以將催化劑顆粒分離出來。然后那些顆粒被放置于水槽中并攪拌大約30分鐘的時間。然后那些混合物在另一個水槽中被過濾和清洗，其被攪拌另一個30分鐘。那個過濾和清洗程序可被重復數次以及,在一個實例中，被連續進行了四次。

完成清洗之后，于44催化劑被干燥。一個實例包括于真空中在烘箱內使用大約50℃的溫度來干燥催化劑顆粒。在一個實例中，催化劑顆粒干燥發生大約三天的時間。

一旦以檸檬酸處理過的催化劑顆粒干燥后，它們被篩成催化劑粉且被制定成催化劑墨。催化劑墨然后以已知的方式被用作構造燃料電池組件。一個采用包括有根據圖1所示出的實例過程以檸檬酸預處理過的催化劑顆粒的催化劑墨制作的實例燃料電池組件為電極的催化劑層。