[發明專利]燃料電池用催化劑的制備方法和由此制備的燃料電池用催化劑

有效

• 申請號: 201880039186.8
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN110741497B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 李源均;金相勛;黃教賢;趙俊衍;金洸賢;崔蘭
• 申請（專利權）人: 株式會社LG化學
• 主分類號: H01M4/92
• 分類號: H01M4/92;H01M4/90;H01M8/1004;H01M8/1018
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 李靜;張云志

本說明書涉及一種燃料電池用催化劑的制備方法和使用該制備方法制備的燃料電池用催化劑，所述制備方法包括：第一負載；分離在所述第一負載中未負載的粒子；熱處理；和第二負載。

技術領域

本申請要求于2017年9月19日向韓國知識產權局提交的韓國專利申請No.10-2017-0120359的優先權和權益，該申請的全部內容通過引用并入本說明書中。

本公開涉及一種燃料電池用催化劑的制備方法和使用該制備方法制備的燃料電池用催化劑。

背景技術

燃料電池作為一種能夠代替化石能源的清潔能源，是一種通過電化學反應將包含在諸如甲醇、乙醇和天然氣的碳氫類物質中的氫和氧的化學能直接轉化為電能的發電系統。

燃料電池的典型實例可以包括聚合物電解質膜燃料電池(PEMFC)或使用甲醇作為燃料的直接甲醇燃料電池(DMFC)等，在PEMFC或DMFC中影響性能的是膜-電極組件(MEA)。

MEA由包含氫離子傳導聚合物的固體聚合物電解質膜和由其隔開的兩個電極形成，這兩個電極稱為陽極(稱為“氧化電極”或“燃料電極”)和陰極(稱為“還原電極”或“空氣電極”)。

陽極和陰極包含用于激活反應的電極催化劑，電極催化劑通常在將金屬納米粒子負載在載體上時使用，因此，增加負載率是一個重要挑戰。

發明內容

技術問題

本公開旨在提供一種燃料電池用催化劑的制備方法和使用該制備方法制備的燃料電池用催化劑。

技術方案

本說明書的一個實施方案提供一種燃料電池用催化劑的制備方法，包括：在載體上形成聚合物層；通過將金屬納米粒子負載在形成有聚合物層的載體上來制備載體-納米粒子復合材料的第一負載；分離在所述第一負載中未負載的粒子；熱處理所述載體-納米粒子復合材料；和將分離的未負載的粒子負載在熱處理后的載體-納米粒子復合材料上的第二負載。

本說明書的另一實施方案提供一種使用所述制備方法制備的燃料電池用催化劑。

本說明書的另一實施方案提供一種膜-電極組件，包括：包含所述燃料電池用催化劑的電極催化劑層；和電解質膜。

本說明書的另一實施方案提供一種包括所述膜-電極組件的燃料電池。

有益效果

根據本公開的燃料電池用催化劑的制備方法，即使使用具有小比表面積的載體也可以維持高的負載率。

另外，根據本公開的燃料電池用催化劑的制備方法，可以實現高負載率和均勻負載兩者。

此外，根據本公開的燃料電池用催化劑的制備方法，可以減少金屬前體的使用量，并且可以節省工藝成本和時間。

附圖說明

圖1使用模擬圖示出了根據本說明書的一個實施方案的燃料電池用催化劑的制備方法；

圖2示出了實施例1中制備的催化劑的透射電鏡(以下稱為TEM)圖像；

圖3示出了實施例2中制備的催化劑的TEM圖像；

圖4示出了實施例3中制備的催化劑的TEM圖像；

圖5示出了實施例4中制備的催化劑的TEM圖像；

圖6示出了比較例1中制備的催化劑的TEM圖像；

圖7示出了比較例2中制備的催化劑的TEM圖像；

圖8示出了比較例3中制備的催化劑的TEM圖像；

圖9示出了比較例4中制備的催化劑的TEM圖像；