[發(fā)明專利]一種高電化學(xué)活性比表面燃料電池電極及其制備和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811473670.X
• 申請(qǐng)日: 2018-12-04
• 公開（公告）號(hào): CN111276703B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫公權(quán);鄧若燚;王素力
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號(hào): H01M4/88
• 分類號(hào): H01M4/88;H01M4/92;H01M4/86
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.一種燃料電池電極的制備方法，其特征在于：

（1）在氣體擴(kuò)散層上進(jìn)行催化層的擔(dān)載，方法為磁控濺射或電化學(xué)沉積；

所述催化層中的催化劑為Pt，或者Ni、Pd、Co、Ru、Fe、Mo 中的一種或兩種以上與Pt的合金；

所述催化層的厚度為6-20 nm，所述催化劑的粒徑為6-10 nm，所述催化劑的負(fù)載量為0.05-0.1 mg cm^-2；

（2）用電化學(xué)刻蝕對(duì)已制備的催化層進(jìn)行處理；

所述電化學(xué)刻蝕方法采用高濃度鹽做電解液，采用三電極體系進(jìn)行刻蝕；所述三電極體系工作電極為沉積了催化層的氣體擴(kuò)散層，對(duì)電極為鉑絲，參比電極為飽和甘汞電極；所述刻蝕方式為恒電位法，相對(duì)于飽和甘汞電極，電位為-8~-10 V，刻蝕時(shí)間為300-900 s；所述電解液為堿金屬或堿土金屬的硫酸鹽、硝酸鹽、高氯酸鹽中的一種，濃度為8-10 mol L^-1。

2.按照權(quán)利要求1所述電極的制備方法，其特征在于：

所述氣體擴(kuò)散層為帶有微孔層的碳紙；所述微孔層為XC-72碳粉混合PTFE 或者Nafion?之后通過噴涂、刮涂或刷涂的方法涂于支撐層碳紙表面制得。

3.按照權(quán)利要求1所述電極的制備方法，其特征在于：

所述磁控濺射方法為采用磁控濺射設(shè)備，以氬氣、氮?dú)?、氧氣中的一種或兩種以上為載氣，催化劑材料為靶材進(jìn)行磁控濺射。

4.按照權(quán)利要求1所述電極的制備方法，其特征在于：

所述電化學(xué)沉積方法使用硫酸和氯鉑酸的混合溶液做電解液，采用三電極體系進(jìn)行電化學(xué)沉積；所述三電極體系工作電極為氣體擴(kuò)散層，對(duì)電極為鉑片，參比電極為飽和甘汞電極；所述沉積方式為恒電位法，相對(duì)于飽和甘汞電極，電位為-0.2~-0.3 V，沉積時(shí)間為300-900 s；所述電解液濃度為：硫酸0.1-1 mol L^-1，氯鉑酸0.001-0.01 mol L^-1。

5.一種采用權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述制備方法制備獲得的電極。

6.一種權(quán)利要求5所述電極在質(zhì)子交換膜燃料電池中的應(yīng)用。