[發(fā)明專利]一種燃料電池用Pt/WO3-C催化劑的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810886195.2
• 申請日: 2018-08-06
• 公開（公告）號: CN109244491A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 寧星杰;侯向理;李葉濤;葉龍
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江高成綠能科技有限公司
• 主分類號: H01M4/92
• 分類號: H01M4/92
• 代理公司: 杭州千克知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33246
• 代理人: 趙衛(wèi)康

本發(fā)明提供一種燃料電池用Pt/WO₃?C催化劑的制備方法，屬于新能源材料領(lǐng)域。本發(fā)明包括以下步驟：（1）將鎢酸鹽溶液加入到經(jīng)1600?2500℃石墨化處理后的碳黑中，加入酸性溶液，烘干后，500~600℃煅燒，得到WO₃?C載體；（2）將所述WO₃?C載體放入含鉑溶液，在60?90℃水浴加熱下加入甲酸、碳酸鈉發(fā)生還原反應(yīng)，干燥后得到Pt/WO₃?C催化劑。本發(fā)明有益效果（1）實現(xiàn)制備高抗腐蝕性的WO₃?C復(fù)合載體；(2)活性組分以液相還原法負(fù)載到載體上，制備工藝簡便；（3）制得的Pt/WO₃?C催化劑穩(wěn)定性較好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新能源材料領(lǐng)域，尤其涉及一種燃料電池用Pt/WO₃-C催化劑的制備方法。

背景技術(shù)

質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFCs）作為一種能量轉(zhuǎn)換裝置，可將氫氣、甲醇等燃料中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能，具有能量密度高、效率高、環(huán)境友好等特點，是電動汽車的理想動力源，一直是研究和開發(fā)的熱點。

Pt/C催化劑是目前質(zhì)子交換膜燃料電池使用最廣泛的一種催化劑，制約其實際應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一是穩(wěn)定性，增強燃料電池催化劑穩(wěn)定性研究一直是該領(lǐng)域的熱點。目前一般采用比碳黑更穩(wěn)定的催化劑載體，或?qū)μ疾牧线M一步改性，以提高其電化學(xué)穩(wěn)定性。現(xiàn)有技術(shù)中高載量碳載鉑催化劑（Pt/C）穩(wěn)定性差，在使用的過程中催化劑的催化作用會逐漸衰減，降低燃料電池的使用壽命和使用效果。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種燃料電池用Pt/WO₃-C催化劑的制備方法，該制備方法生產(chǎn)的高載量碳載鉑催化劑（Pt/C）穩(wěn)定性好。

本發(fā)明為一種燃料電池用Pt/WO₃-C催化劑的制備方法，包括以下步驟：

（1）將鎢酸鹽溶液加入到經(jīng)1600-2500℃石墨化處理后的碳黑中，加入酸性

溶液，烘干后，500~600℃煅燒，得到WO₃-C載體；

（2）將所述WO₃-C載體放入含鉑溶液，在60-90℃水浴加熱下加入甲酸、碳

酸鈉發(fā)生還原反應(yīng)，干燥后得到Pt/WO₃-C催化劑。

碳黑可以為導(dǎo)電碳黑、超高導(dǎo)電碳黑（black pearls 2000）、EC600JD中的一種。經(jīng)過高溫預(yù)燒碳粉，催化劑的穩(wěn)定性會提高，在長時間使用的情況下催化劑的活性不會衰減、衰減的速率很低。所述的鎢酸鹽可以為鎢酸鈉，加入酸性溶液，酸性溶液可以為鹽酸，加入鹽酸以后與鎢酸鹽反應(yīng)，反應(yīng)方程式如下：

2HCl + Na₂WO₄=H₂WO₄ +2 NaCl

再經(jīng)過煅燒使H₂WO₄轉(zhuǎn)化為WO₃，生成的WO₃與碳黑結(jié)合，既附著在碳黑表面。碳黑的比表面積比較大WO₃能夠吸附在碳黑表面。

WO₃-C載體放入鉑溶液，經(jīng)過還原反應(yīng)生成的單質(zhì)鉑通過浸漬作用沉積到WO₃-C載體表面上，反應(yīng)生成的鉑單質(zhì)通過浸漬沉積在碳表面。因為碳比表面積足夠大，并且碳粉與鉑之間存在力的作用，所以能夠穩(wěn)定的沉積在碳表面。

所述含鉑溶液為氯鉑酸、氯鉑酸鹽中的一種或兩種。含鉑溶液可以為氯鉑酸

鹽，如氯鉑酸鈉，則還原反應(yīng)的反應(yīng)方程式為：