[發(fā)明專利]一種用于燃料電池的自增濕膜陰極雙催化層有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201811350943.1 | 申請日： | 2018-11-14 |
| 公開（公告）號： | CN109638302B | 公開（公告）日： | 2021-08-03 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 尹燕;劉婧;張俊鋒;常亞飛 | 申請（專利權(quán)）人： | 天津大學(xué) |
| 主分類號： | H01M4/90 | 分類號： | H01M4/90;H01M4/92;H01M8/1004;H01M8/04119 |
| 代理公司： | 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201 | 代理人： | 琪琛 |
| 地址： | 300350 天津市津南區(qū)海*** | 國省代碼： | 天津;12 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 用于 燃料電池 增濕膜 陰極 催化 | ||
1.一種用于燃料電池的自增濕膜陰極雙催化層，其特征在于，該陰極雙催化層包括由Pt/C催化劑形成的Pt/C催化層和由Fe-N/S/C催化劑形成的Fe-N/S/C催化層，所述Pt/C催化層靠近質(zhì)子交換膜一側(cè)，所述Fe-N/S/C催化層靠近陰極擴散層一側(cè)；
所述陰極雙催化層中Fe-N/S/C催化劑的載量為2.0-3.0 mg·cm-2；所述Fe-N/S/C催化劑具有1800 ~ 2400 m2·g-1的比表面積，其內(nèi)部的孔隙結(jié)構(gòu)由孔徑為1~2 nm的微孔和2 ~7 nm的介孔構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于燃料電池的自增濕膜陰極雙催化層，其特征在于，所述陰極雙催化層中Pt的載量為0.1-0.2 mg·cm-2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于燃料電池的自增濕膜陰極雙催化層，其特征在于，所述Pt/C催化劑中Pt的質(zhì)量分數(shù)為20% - 60%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于燃料電池的自增濕膜陰極雙催化層，其特征在于，所述Fe-N/S/C催化劑按照如下步驟制備：
（1）在惰性氣體保護下，將有機配體試劑A，F(xiàn)eCl3和硫磺按照3: 10: 30的摩爾比混合，然后在真空環(huán)境中加熱到300 ~ 600 ℃，恒溫30 ~ 50小時，隨后冷卻至室溫；
（2）將步驟（1）所得產(chǎn)物研磨成細粉，在惰性氣體保護下加熱到800 ~ 1000 ℃，恒溫1~3小時；
（3）將步驟（2）所得產(chǎn)物浸沒在濃度為0.1 ~ 0.2 mol/L的鹽酸中，在50 ~ 70℃下保持6 ~ 10小時，隨后用去離子水洗干凈樣品并干燥；
（4）將步驟（3）所得干燥樣品在惰性氣體保護下加熱到800 ~ 1000 ℃，恒溫1 ~ 3小時，獲得所述Fe-N/S/C催化劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于燃料電池的自增濕膜陰極雙催化層，其特征在于，步驟（1）中的有機配體試劑A為1,2,4,5-四氰基苯、1,4對苯二腈、1,3,5-苯三腈、1,4-聯(lián)苯二腈中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于燃料電池的自增濕膜陰極雙催化層，其特征在于，步驟（1）中的加熱溫度為400℃，恒溫時間為40小時；步驟（2）中的加熱溫度為900℃，恒溫時間為2小時；步驟（3）中的溫度為60℃，恒溫時間為8小時；步驟（4）中的加熱溫度為900℃，恒溫時間為2小時。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于燃料電池的自增濕膜陰極雙催化層，其特征在于，步驟（1）、（2）、（4）中的所述惰性氣體為Ar氣。
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