[發(fā)明專利]質(zhì)子交換膜燃料電池催化劑合成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110353569.6
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113097503B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳宇恩;趙敘言
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: H01M4/88
• 分類號: H01M4/88;H01M4/90;H01M4/92
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 吳夢圓

1.一種質(zhì)子交換膜燃料電池催化劑合成方法，包括：

將Pt/C前體分散在水中，得到Pt/C前體濃度為5-15g/L的分散液；

所述分散液與濃度為1.5-4.5g/L的無機(jī)鈷鹽按1:1比例混合，得到混合分散液；

將NaBH₄水溶液逐滴加入至所述混合分散液中，得到混合液；將混合液抽濾、洗滌、干燥，得到含Co的Pt/C樣品；

將所述含Co的Pt/C樣品置于氬氣氛圍中，升溫至300-600℃，保持1-4h后冷卻至室溫，得到含有鈷顆粒的PtCo/C合金催化劑；

將所述含有鈷顆粒的PtCo/C合金催化劑在摩爾濃度為2.9-4.3mol/L的酸溶液中進(jìn)行洗滌，得到PtCo/C催化劑；

其中，所述Pt/C前體的合成方法包括：

將BP2000超導(dǎo)電活性炭分散在乙二醇中，超聲處理后得到BP2000/乙二醇分散液；

將苯甲醛加入到所述BP2000/乙二醇分散液中，超聲處理后得到BP2000/乙二醇-苯甲醛分散液；其中，所述乙二醇與所述苯甲醛體積比在8：1至12：1；

將濃度為100mg/mL的六水合氯鉑酸水溶液加入至BP2000/乙二醇-苯甲醛分散液中，超聲處理后得到分散均勻的BP2000/乙二醇-苯甲醛分散液；

將分散均勻的BP2000/乙二醇-苯甲醛分散液置入微波反應(yīng)器中反應(yīng)后冷卻至室溫，得到含有Pt/C前體的分散液；

將含有Pt/C前體的分散液進(jìn)行抽濾、洗滌和干燥后，得到Pt/C前體。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的質(zhì)子交換膜燃料電池催化劑合成方法，其中，所述氬氣氛圍中的升溫速率為3-7℃/min。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的質(zhì)子交換膜燃料電池催化劑合成方法，其中，所述將NaBH₄水溶液逐滴加入至所述分散液中，得到混合液后還包括：將所述混合液攪拌8-16h后，再進(jìn)行抽濾、洗滌和干燥。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的質(zhì)子交換膜燃料電池催化劑合成方法，其中，所述無機(jī)鈷鹽包括：六水合硝酸鈷、氯化鈷和硫酸鈷中的一種或多種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的質(zhì)子交換膜燃料電池催化劑合成方法，其中，所述將所述含有鈷顆粒的PtCo/C合金催化劑在摩爾濃度為2.9-4.3mol/L的酸溶液中進(jìn)行洗滌中，所述酸溶液為鹽酸或硝酸。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的質(zhì)子交換膜燃料電池催化劑合成方法，其中，所述微波反應(yīng)器在功率600-1000W下反應(yīng)1-5分鐘。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的質(zhì)子交換膜燃料電池催化劑合成方法，其中，所述將含有Pt/C前體的分散液進(jìn)行洗滌包括：每次使用100mL乙醇溶液進(jìn)行洗滌，重復(fù)五次。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的質(zhì)子交換膜燃料電池催化劑合成方法，其中，所述NaBH₄水溶液的濃度為20mg/mL。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的質(zhì)子交換膜燃料電池催化劑合成方法，其中，超聲處理所述分散液和所述混合分散液，均勻所述分散液和所述混合分散液。