[發明專利]一種用于燃料電池膜電極的陽極催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202111336316.4
• 申請日: 2021-11-11
• 公開（公告）號: CN114171750A
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 彭曄;白金勇;達斯汀·威廉·班哈姆;崔自然
• 申請（專利權）人: 廣東泰極動力科技有限公司
• 主分類號: H01M4/92
• 分類號: H01M4/92;H01M4/90;H01M4/88;H01M8/1004;B82Y40/00;B82Y30/00
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文;郝傳鑫

1.一種用于燃料電池膜電極的陽極催化劑，其特征在于，包括貴金屬/碳催化劑、離聚物和抗逆轉催化劑；所述貴金屬/碳催化劑以多孔碳材料為載體，貴金屬粒子負載在多孔碳材料的內部或表面；所述抗逆轉催化劑為銥單質、釕單質、含銥金屬氧化物或含釕金屬氧化物；所述貴金屬在陽極催化劑中的負載量為0.05～0.1mg/cm²。

2.根據權利要求1所述的陽極催化劑，其特征在于，所述抗逆轉催化劑在陽極催化劑中的負載量為0.03～0.06mg/cm²。

3.根據權利要求1所述的陽極催化劑，其特征在于，所述貴金屬粒子為鉑，所述鉑與銥的摩爾比為6～2:1，或所述鉑與釕的摩爾比為6～2:1。

4.根據權利要求1所述的陽極催化劑，其特征在于，所述貴金屬/碳催化劑的粒徑為20～300nm，所述貴金屬粒子的粒徑為2～5nm，所述抗逆轉催化劑的粒徑不大于500nm。

5.根據權利要求1所述的陽極催化劑，其特征在于，所述離聚物與多孔碳材料的質量比為0.6～1.2。

6.根據權利要求1所述的陽極催化劑，其特征在于，所述多孔碳材料為介孔碳、石墨或碳納米管。

7.一種如權利要求1～6任一項所述的用于燃料電池膜電極的陽極催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)稱取多孔碳材料、鉑前驅體，通過乙二醇還原法或硼氫化鈉還原法，得到負載Pt納米粒子的多孔碳材料，經過水洗、干燥，得到貴金屬/碳催化劑；

(2)將貴金屬/碳催化劑與抗逆轉催化劑按比例混合，再加入水、異丙醇、離聚物，在冰水浴中超聲分散均勻，得到所述陽極催化劑。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述鉑前驅體為氯鉑酸、亞氯鉑酸鉀、乙酰丙酮鉑中的一種。

9.一種膜電極，其特征在于，將如權利要求1-6任一項所述的陽極催化劑涂布在質子交換膜的一面，質子交換膜的另一面涂布陰極催化劑，待干燥后，質子交換膜兩側放置邊框和氣體交換層，熱壓制得所述膜電極。

10.根據權利要求9所述的膜電極，其特征在于，所述陽極催化劑涂布的厚度為1～8μm。