[發明專利]一種直接甲醇燃料電池電極及其制備方法

在審

• 申請號: 202110783868.3
• 申請日: 2021-07-12
• 公開（公告）號: CN113363506A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 鞠劍峰;章琴;張毅婷;葉延鵬;李佳鈺;黃啟浩;齊星原;胡源鑫
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: H01M4/86
• 分類號: H01M4/86;H01M4/88;H01M4/90;H01M8/1011;B82Y30/00;B82Y40/00
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本發明屬于電池電極技術領域，涉及一種直接甲醇燃料電池電極及其制備方法。本發明提供的制備方法包括：在多孔鈦箔孔隙內外表面形成TiO2納米管，得到TiO2納米管/多孔鈦箔；在TiO₂納米管/多孔鈦箔表面電鍍沉積納米CoAg合金，得到CoAg?TiO₂納米管/多孔鈦箔；在CoAg?TiO₂納米管/多孔鈦箔表面包覆聚苯胺?聚(2?丙烯酰胺?2甲基丙磺酸)，得到直接甲醇燃料電池電極。該直接甲醇燃料電池電極對甲醇具有較高的催化活性，抗毒化能力強，成本低，使用壽命長。

技術領域

本發明屬于電池電極技術領域，涉及一種直接甲醇燃料電池電極及其制備方法，尤其涉及一種聚苯胺-聚(2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸)包覆的CoAg-TiO₂納米管/多孔鈦箔直接甲醇燃料電池電極。

背景技術

直接甲醇燃料電池(DirectMethanol Fuel Cell,DMFC)具有能耗少、能量密度高、甲醇來源豐富、價格便宜、系統簡單、運行便捷和噪聲低等優點，被認為是未來汽車動力和其它交通工具最有希望的化學電源，引起人們的廣泛關注。DMFC最關鍵的材料之一是電極催化劑，它直接影響電池的性能、穩定性、使用壽命及制造成本。貴金屬Pt在低溫條件下(小于80℃)具有優異的催化性能，目前DMFC的電極催化劑均以Pt為主要成分，其中PtRu催化劑比純Pt具有更強的抗CO中毒性能和更高的催化活性，被認為是目前DMFC最佳的催化劑，但是由于其價格昂貴、Ru易溶等缺陷，在DMFC中的利用率還達不到商業化的要求。

納米TiO₂是近年來研究、應用較多的一種半導體材料，人們研究以其為載體或者摻雜制備多元復合催化劑以提高其催化活性，提高抗CO毒化能力，如TiO₂摻雜如PtRuTiO_X/C和Au/TiO₂PtRu催化劑或作為載體制備如PtNi/TiO₂、PdAg/TiO₂、PdNi/TiO₂或者非金屬摻雜等，可以減少催化劑中貴金屬Pt的用量或制備非鉑催化劑，降低催化劑制造成本，提高催化性能和抗CO毒化能力，具有應用前景。但是TiO₂為半導體，導電性不太理想，使用時催化劑需摻C，影響其性能及應用。

發明內容

有鑒于此，本發明目的在于提供一種直接甲醇燃料電池電極及其制備方法，該直接甲醇燃料電池電極對甲醇具有較高的催化活性，抗毒化能力強，成本低，使用壽命長。

為了實現上述發明目的，本發明提供了一種直接甲醇燃料電池電極，所述直接甲醇燃料電池電極為聚苯胺-聚(2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸)包覆CoAg-TiO₂納米管/多孔鈦箔而成，所述CoAg-TiO₂納米管/多孔鈦箔為孔隙內外表面具有CoAg-TiO₂納米管的多孔鈦箔。

進一步的，所述CoAg-TiO₂納米管中，CoAg合金的含量之和為CoAg-TiO₂納米管的1～3wt％。

本發明還提供了一種直接甲醇燃料電池電極的制備方法，包括如下步驟：

(1)在多孔鈦箔孔隙內外表面形成TiO₂納米管，得到TiO₂納米管/多孔鈦箔；

(2)在步驟(1)得到的TiO₂納米管/多孔鈦箔表面電鍍沉積納米CoAg合金，得到CoAg-TiO₂納米管/多孔鈦箔；

(3)在步驟(2)得到的CoAg-TiO₂納米管/多孔鈦箔表面包覆聚苯胺-聚(2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸)，得到直接甲醇燃料電池電極。