[發明專利]非水性燃料電池催化劑及其制造方法

在審

• 申請號: 201611106747.0
• 申請日: 2016-12-05
• 公開（公告）號: CN107591539A
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 李美惠
• 申請（專利權）人: 現代自動車株式會社
• 主分類號: H01M4/88
• 分類號: H01M4/88;H01M4/90;H01M4/92
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240
• 代理人: 陳鵬,李靜

1.一種非水性燃料電池催化劑，包含：

碳載體介質；

涂覆層，由在所述碳載體介質的表面上的質子傳導性聚合物將其涂覆；其中，所述質子傳導性聚合物含有磷酸基團；

支撐件，包含負載于所述涂覆層上的鉑或鉑合金。

2.根據權利要求1所述的非水性燃料電池催化劑，其中，所述質子傳導性聚合物包含選自由以下各項組成的組中的至少一種：聚苯并咪唑、聚醚酮、聚酯、聚酰亞胺、聚苯乙烯和聚酰胺。

3.根據權利要求1所述的非水性燃料電池催化劑，其中，所述碳載體介質包括選自由以下各項組成的組中的至少一種：碳納米管CNT、富勒烯、石墨烯和它們的混合物。

4.根據權利要求1所述的非水性燃料電池催化劑，其中，所述涂覆層具有在0.5至5nm范圍內的厚度。

5.根據權利要求1所述的非水性燃料電池催化劑，其中，所述涂覆層包括選自由以下各項組成的組中的至少一種：1,1'-雙(二苯基膦基)二茂鐵；3-溴丙基胺、叔丁醇鈉或它們的混合物；以及雙(二芐叉基丙酮)鈀、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺或它們的混合物。

6.根據權利要求5所述的非水性燃料電池催化劑，其中，基于100wt％的所述質子傳導性聚合物，所述1,1'-雙(二苯基膦基)二茂鐵的含量是在10至30wt％的范圍內，基于100wt％的所述質子傳導性聚合物，所述3-溴丙基胺的含量是在40至80wt％的范圍內，基于100wt％的所述質子傳導性聚合物，所述叔丁醇鈉的含量是在5至20wt％的范圍內，以及基于100wt％的所述質子傳導性聚合物，所述雙(二芐叉基丙酮)鈀的含量是在10至30wt％的范圍內。

7.根據權利要求1所述的非水性燃料電池催化劑，其中，將所述磷酸基團化學地鍵合至所述質子傳導性聚合物。

8.一種制造非水性燃料電池催化劑的方法，包括以下步驟：

將碳載體介質與含有磷酸基團的質子傳導性聚合物混合；

將混合物密封于小瓶中；

將密封的所述混合物在微波反應器中反應；

將乙二醇EG和六氯鉑酸H₂PtCl₆添加至反應的所述混合物；

使用全部冷凝器或部分冷凝器將所得的混合物加熱和回流至120℃；以及

將回流的所述混合物離心且隨后將其洗滌。

9.根據權利要求8所述的方法，其中，所述質子傳導性聚合物包含選自由以下各項組成的組中的至少一種：聚苯并咪唑、聚醚酮、聚酯、聚酰亞胺、聚苯乙烯和聚酰胺。

10.根據權利要求8所述的方法，其中，所述碳載體介質包括選自由以下各項組成的組中的至少一種：碳納米管CNT、富勒烯、石墨烯和它們的混合物。

11.根據權利要求8所述的方法，其中，在混合步驟中，將選自由以下各項組成的組中的至少一種進一步地混合：1,1'-雙(二苯基膦基)二茂鐵；3-溴丙基胺、叔丁醇鈉或它們的混合物；以及雙(二芐叉基丙酮)鈀、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺或它們的混合物。

12.根據權利要求8所述的方法，其中，將密封的所述混合物反應的步驟在150至200℃范圍內的溫度下進行1至3小時范圍內的時間。

13.根據權利要求8所述的方法，其中，相對于碳，所述六氯鉑酸H₂PtCl₆具有20至65％的鉑載體比率；以及所述乙二醇是60％的水溶液。