[發(fā)明專利]具有缺陷型碳基涂層的燃料電池催化劑材料在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202110331228.9 | 申請(qǐng)日： | 2021-03-29 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN113451595A | 公開（公告）日： | 2021-09-28 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | J·麥羅阿;G·薩姆索尼茲;S·金;M·科恩布魯斯 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 羅伯特·博世有限公司 |
| 主分類號(hào)： | H01M4/92 | 分類號(hào)： | H01M4/92;H01M4/86;B82Y40/00;B82Y30/00 |
| 代理公司： | 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001 | 代理人： | 章敏;初明明 |
| 地址： | 德國(guó)斯*** | 國(guó)省代碼： | 暫無(wú)信息 |
| 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： | 具有 缺陷 型碳基 涂層 燃料電池 催化劑 材料 | ||
1.燃料電池催化劑材料，其包含：
由金屬材料形成的金屬催化劑顆粒；和
碳基涂料組合物，其至少部分地涂覆至少一些金屬催化劑顆粒，所述碳基涂料組合物包含碳網(wǎng)絡(luò)、所述碳基涂料組合物被摻雜劑摻雜，且所述碳基涂料組合物包含由碳網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)或多個(gè)空缺碳原子形成的許多缺陷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池催化劑材料，其中所述碳網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)量o的碳被摻雜劑取代，且數(shù)量o表示所述碳網(wǎng)絡(luò)中碳總數(shù)的0.1至10％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池催化劑材料，其中所述碳基涂料組合物具有一個(gè)或多個(gè)通過碳-金屬鍵與所述金屬催化劑顆粒鍵合的碳。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃料電池催化劑材料，其中所述許多缺陷中每一個(gè)的尺寸為1至6個(gè)碳原子。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池催化劑材料，其中所述碳基涂料組合物的厚度為0.1至5.0納米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池催化劑材料，其中所述金屬材料是純Pt、Pt-M合金，其中M是金屬，其它鉑族成員、PGM-M合金體系、非PGM催化劑材料，及其組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池催化劑材料，其中所述摻雜劑包括N、B、P、S、O、Si、Al、Cl和/或F原子。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池催化劑材料，其中所述碳基涂料組合物具有大于或等于75％的sp2雜化。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池催化劑材料，其中所述碳網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)量m的碳被一個(gè)或多個(gè)具有數(shù)量n的碳(其中n等于4至12個(gè)碳)的芳族環(huán)狀基團(tuán)取代，所述數(shù)量m表示碳網(wǎng)絡(luò)中碳總數(shù)的0至50％，且所述一個(gè)或多個(gè)芳族環(huán)狀基團(tuán)任選地包含一個(gè)或多個(gè)氧官能團(tuán)、氮官能團(tuán)、硫官能團(tuán)、磷官能團(tuán)和/或硼官能團(tuán)。
10.燃料電池催化劑電極，其包含：
催化劑載體；和
負(fù)載在催化劑載體上的催化劑材料，其包含由金屬材料形成的金屬催化劑顆粒和缺陷型碳基涂料組合物，所述碳基涂料組合物至少部分地涂覆至少一些金屬催化劑顆粒，所述缺陷型碳基涂料組合物包含碳網(wǎng)絡(luò)、所述缺陷型碳基涂料組合物被摻雜劑摻雜，且所述缺陷型碳基涂料組合物包含由碳網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)或多個(gè)空缺原子形成的許多缺陷。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的燃料電池催化劑電極，其中所述催化劑載體是碳基催化劑載體。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的燃料電池催化劑電極，其中所述缺陷型碳基涂料組合物具有一個(gè)或多個(gè)通過碳-碳鍵與所述碳基催化劑載體鍵合的碳。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的燃料電池催化劑電極，其中碳網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)量m的碳被一個(gè)或多個(gè)具有數(shù)量n的碳(其中n等于4至12個(gè)碳)的芳族環(huán)狀基團(tuán)取代，所述數(shù)量m表示碳網(wǎng)絡(luò)中碳總數(shù)的0至50％，且所述一個(gè)或多個(gè)芳族環(huán)狀基團(tuán)任選地包含一個(gè)或多個(gè)氧官能團(tuán)、氮官能團(tuán)、硫官能團(tuán)、磷官能團(tuán)和/或硼官能團(tuán)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的燃料電池催化劑電極，其中所述許多缺陷中每一個(gè)的尺寸為1至6個(gè)碳原子。
15.形成燃料電池催化劑材料的方法，所述方法包括：
使具有金屬的前體金屬鹽與前體烴分子反應(yīng)形成催化劑材料，所述催化劑材料包含金屬催化劑顆粒和至少部分地涂覆至少一些金屬催化劑顆粒的缺陷型碳基組合物，所述前體烴分子包含一個(gè)或多個(gè)具有數(shù)量n的碳(其中n等于4至12個(gè)碳)的芳族環(huán)狀基團(tuán)，并且所述前體烴分子包含一個(gè)或多個(gè)與所述一個(gè)或多個(gè)芳族環(huán)狀基團(tuán)鍵合的雜原子。
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