[發明專利]直接硼氫化物燃料電池陽極催化劑的制備方法及應用

在審

• 申請號: 201610178985.6
• 申請日: 2016-03-28
• 公開（公告）號: CN105655601A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發明（設計）人: 馬金福
• 申請（專利權）人: 北方民族大學
• 主分類號: H01M4/88
• 分類號: H01M4/88;H01M4/90;H01M8/1009
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 吳開磊

技術領域

本發明涉及硼氫化物燃料電池生產技術領域，具體而言，涉及一種直 接硼氫化物燃料電池陽極催化劑的制備方法及應用。

背景技術

直接硼氫化物燃料電池(DBFC)，作為一種直接液體燃料電池，兼具 質子交換膜燃料電池(PEMFC)和直接甲醇燃料電池(DMFC)的優點，其理 論比能量高達93kWh·kg^-1(NaBH₄)，并且具有較高的理論電動勢(1.64V) 和理論能量轉換率(91％)，安全無毒，是一種理想的燃料電池。

目前，限制DBFC發展的主要障礙是：①制作成本高，具有較好催 化性能的催化材料多為貴金屬；②陽極硼氫化物的水解降低了燃料利用 率；③燃料滲透所導致的封裝問題。

現今研究的陽極催化劑，主要分為貴金屬類(Au、Pt、Pd等)、過渡金 屬類(Ni、Cu等)、儲氫合金類和二元合金類(Pd-Ir、Ag-Ni、Au-Ni、Cu-Pd 等)；關于上述催化劑的相關研究較多，例如：

授權公告號為CN100463275C的發明專利申請公開了一種硼氫化物 堿性燃料電池，該電池包括陽極、陰極和陰陽極之間的電解質，所述的陽 極采用AB₅型儲氫合金作為催化劑，所述的陰極采用鈣鈦礦型金屬氧化物 LaMO₃作為催化劑組成的陰極催化層，其中的M為Co，Ni，Mn或Fe， 所述的電解質為含有硼氫化物的堿性溶液；所述的陰極催化層按照 LaMO₃：活性炭：粘接劑＝30:50:20的重量比組成；所述的LaMO₃的載 量為3.5～12.5mg/cm²。

申請公布號CN101667645A的發明專利申請公開了一種Ni基催化劑 在直接硼氫化物燃料電池陽極中的應用，所述催化劑的活性組分由Ni與I B和VIIIB族中的一種或一種以上的金屬元素組成，催化劑中Ni與其它 金屬活性組分的原子比為99:1～8:1，催化劑中活性組分的百分含量為 5％～80％，余量為C載體。

申請公布號CN102380400A的發明專利申請公開了直接硼氫化物燃 料電池核殼結構陽極催化劑及其制備方法，該催化劑是由內核為M、外殼 為Au的核殼結構M_core-Au_she11納米復合粒子，核殼粒子的粒徑為10～50 nm。該發明所用的直接硼氫化物燃料電池核殼結構陽極催化劑對BH₄^-氧 化活性高，析氫少，提高了燃料利用率。

上述催化材料雖然對催化BH₄^-有著較好的效果，可問題依舊無法完 全解決，陽極材料依然是DBFC研究的關鍵之一。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的第一目的在于提供一種直接硼氫化物燃料電池陽極催 化劑的制備方法，該方法制備獲得的陽極催化劑能夠抑制直接硼氫 化物燃料電池中陽極水解產氫的副反應，提高陽極燃料的放電效率。

本發明的第二目的在于提供一種直接硼氫化物燃料電池陽極催 化劑的應用，該應用方法能夠進一步提高直接硼氫化物燃料電池陽 極材料的放電效率。

為了實現本發明的上述目的，特采用以下技術方案：

一種直接硼氫化物燃料電池陽極催化劑的制備方法，包括以下 步驟：

(1)取Co²⁺溶液，向其中滴加氨水，攪拌，直至pH值為8.5～9， 獲得混合液，將混合液進行固液分離；

(2)取分離后的固相，依次進行清洗、烘干、研磨和焙燒，得 到直接硼氫化物燃料電池陽極催化劑。

本發明還提供了一種上述方法制備的直接硼氫化物燃料電池陽 極催化劑。

本發明還提供了所述的直接硼氫化物燃料電池陽極催化劑在制 備直接硼氫化物燃料電池陽極材料中的應用。

與現有技術相比，本發明的有益效果為：

現有技術中所使用的陽極催化劑仍無法抑制直接硼氫化物燃料 電池(DBFC)陽極水解產氫的副反應，不能夠更好地提高陽極燃料 (硼氫化物)的放電效率，而本發明制備的陽極催化劑采用了特定 的合成方法，提高了陽極燃料的放電效率。

附圖說明