[發(fā)明專利]燃料電池用陰極催化劑層及其制造方法、包括該陰極催化劑層的燃料電池用膜電極組件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680005223.4
• 申請日: 2016-05-25
• 公開（公告）號: CN107112546B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發(fā)明（設計）人: 金娟秀;金泰允;劉大鐘;張弘喆
• 申請（專利權）人: 可隆工業(yè)株式會社
• 主分類號: H01M4/90
• 分類號: H01M4/90;H01M4/92;H01M4/88;H01M8/1004
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 姜虎;陳英俊

1.一種燃料電池用陰極催化劑層，其特征在于，

該燃料電池用陰極催化劑層包含催化劑、經過熱處理的有序介孔碳和離聚物，并且，相對于燃料電池用陰極催化劑層總量，所述經過熱處理的有序介孔碳的含量為1重量％至15重量％，

其中，通過在900℃至3000℃下對含有親水性基團的有序介孔碳進行30分鐘至3個小時的熱處理，以使所述有序介孔碳發(fā)生表面改性，從而形成所述經過熱處理的有序介孔碳，并且所述經過熱處理的有序介孔碳的表面具有疏水性。

2.根據(jù)權利要求1所述的燃料電池用陰極催化劑層，其特征在于，

所述經過熱處理的有序介孔碳包含平均直徑為3nm至10nm的氣孔。

3.根據(jù)權利要求1所述的燃料電池用陰極催化劑層，其特征在于，

所述經過熱處理的有序介孔碳呈納米棒狀。

4.根據(jù)權利要求3所述的燃料電池用陰極催化劑層，其特征在于，

所述納米棒具有500nm至1000nm的長度。

5.根據(jù)權利要求1所述的燃料電池用陰極催化劑層，其特征在于，

所述燃料電池用陰極催化劑層內的氣孔的直徑總和為40nm至120nm。

6.根據(jù)權利要求1所述的燃料電池用陰極催化劑層，其特征在于，

所述燃料電池用陰極催化劑層還包含Co、Ru或它們的組合。

7.一種燃料電池用陰極催化劑層的制造方法，其特征在于，包括如下步驟：

對于含有親水性基團的有序介孔碳進行熱處理，以使所述有序介孔碳發(fā)生表面改性，并且所述經過熱處理的有序介孔碳的表面具有疏水性；

將所述經過熱處理的有序介孔碳與催化劑和離聚物一同分散于有機溶劑中，形成組合物；以及

將所述組合物涂覆于支撐膜上，并進行干燥，

其中，所述熱處理在900℃至3000℃下實施30分鐘至3個小時。

8.根據(jù)權利要求7所述的燃料電池用陰極催化劑層的制造方法，其特征在于，

所述分散采用三輥研磨法。

9.根據(jù)權利要求7所述的燃料電池用陰極催化劑層的制造方法，其特征在于，

所述離聚物是被磺化的高度氟化聚合物。

10.根據(jù)權利要求7所述的燃料電池用陰極催化劑層的制造方法，其特征在于，

所述支撐膜包括聚乙烯膜、麥拉膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯膜、特氟龍膜、聚酰亞胺膜或它們的組合。

11.根據(jù)權利要求7所述的燃料電池用陰極催化劑層的制造方法，其特征在于，

所述經過熱處理的有序介孔碳呈納米棒狀。

12.根據(jù)權利要求11所述的燃料電池用陰極催化劑層的制造方法，其特征在于，

所述納米棒具有500nm至1000nm的長度。

13.根據(jù)權利要求7所述的燃料電池用陰極催化劑層的制造方法，其特征在于，

相對于燃料電池用陰極催化劑層總量，所述經過熱處理的有序介孔碳的含量為1重量％至15重量％。

14.一種燃料電池用膜電極組件，其特征在于，

包括權利要求1至6中任一項所述的燃料電池用陰極催化劑層。

15.根據(jù)權利要求14所述的燃料電池用膜電極組件，其特征在于，

所述燃料電池是聚合物電解質型燃料電池。