[發明專利]一種用于空氣電池或燃料電池陰極的混合相莫來石型電催化劑

有效

• 申請號: 201610168765.5
• 申請日: 2016-03-24
• 公開（公告）號: CN105742654B
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 王衛超;劉潔宇;于勐;劉孟寅;楊志;王長洪
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: H01M4/88
• 分類號: H01M4/88;H01M4/90;H01M4/96
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種空氣電池或者燃料電池陰極用混合相莫來石電催化劑，其特征在于將混合相莫來石材料應用為空氣電池或者燃料電池陰極催化劑，錳基混相氧化物為莫來石相SmMn₂O₅，尖晶石相Mn₃O₄和螢石相CeO₂的混合相。

2.如權利要求1所述的催化劑，其特征在于，所述混合相莫來石材料為Mn₇CeSmSrO_{14 83}。

3.如權利要求1所述的催化劑，其特征在于：混合相莫來石材料用于空氣電池或燃料電池陰極催化層，其催化性能與鉑金相媲美；相比于鈣鈦礦材料，混合相莫來石材料在中性環境下仍然具有較好的催化性能與較低的過電勢。

4.一種包含權利要求1所述的催化劑的空氣電池或者燃料電池陰極催化層的制備方法，其特征如下：

(1)將權利要求1所述的催化劑和碳材按一定比例混合，并充分研磨得到混合粉末；

(2)將粘結劑投入到一定量的乙醇中，得到混合溶液；

(3)將步驟(1)得到的粉末加到步驟(2)中的混合溶液中，充分超聲一定時間，最終得到均勻混合濁液；

(4)取一定量步驟(3)所得混合濁液，涂覆在一定面積的泡沫鎳上，在一定溫度下烘干即得到催化層。

5.如權利要求4所述的一種空氣電池或者燃料電池陰極催化層的制備方法，其特征如下：

(1)稱取5毫克混合相莫來石于研缽中，再稱取1毫克超導碳黑置于同一研缽中；

(2)充分混合步驟(1)得到的樣品，研磨至其全部鋪展于研缽底部和內壁，并將內壁粉體刮下再次混合均勻并研磨；

(3)重復(2)所述混合步驟(1)得到的樣品三次或者將步驟(1)得到的樣品研磨半小時得到均勻混合粉末；

(4)量取1毫升乙醇于小瓶中，再量取10微升5wt.％全氟磺酸溶液加入小瓶中的乙醇中混合均勻；

(5)將第(3)步的混合粉末加入到步驟(4)的溶液中，充分混合；

(6)將步驟(5)裝有混合液體的小瓶超聲半小時以上，得到1毫升黑色混合液體；

(7)量取400微升步驟(6)得到的混合液體，將其均勻涂覆在泡沫鎳上；

(8)將步驟(7)得到的樣品在室溫、真空條件下干燥，得到催化層成品。

6.如權利要求5所述的制備方法，超導碳黑質量為最終干燥所得催化層質量的15％-16％。

7.如權利要求5所述的制備方法，全氟磺酸溶液質量為最終干燥所得催化層質量的6％-7％。

8.如權利要求5所述的制備方法，催化物質的面積為2cm²，活性質量為2毫克。