[發明專利]一種直接甲醇燃料電池陽極用過渡金屬基催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202210059198.5
• 申請日: 2022-01-19
• 公開（公告）號: CN114388829A
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 陳忠偉;馬歌;韋小玲;王新
• 申請（專利權）人: 先進能源產業研究院（廣州）有限公司
• 主分類號: H01M4/92
• 分類號: H01M4/92;H01M4/88;H01M4/90;H01M8/1011;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 天津市尚文知識產權代理有限公司 12222
• 代理人: 黃靜

1.一種直接甲醇燃料電池陽極用過渡金屬基催化劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)制備Ni(OH)₂超薄納米片：首先將氯化鎳和鎳氰化鉀溶解于去離子水中攪拌均勻得到混合溶液，在室溫下靜置，得到藍色的混合水凝膠；然后在所得混合水凝膠中加入還原劑NaBH₄溶液并于60～65℃下恒溫水熱還原，冷卻至室溫后離心、洗滌得到黑色的Ni(OH)₂超薄納米片；

(2)制備Pt/Ni(OH)₂復合材料：將步驟(1)所得Ni(OH)₂超薄納米片和氯鉑酸鉀分散在去離子水中，然后加入NaBH₄溶液，在50～80℃下恒溫水浴處理3～12h，離心收集即可得到黑色的Pt微晶負載于Ni(OH)₂超薄納米片的Pt/Ni(OH)₂復合材料；

(3)制備Pt/NiO復合納米材料：將步驟(2)所得Pt/Ni(OH)₂復合材料置于管式爐中，在空氣中280～380℃進行退火處理2～5h小時后自然冷卻至室溫，得到所述Pt/NiO復合納米材料。

2.根據權利要求1所述直接甲醇燃料電池陽極用過渡金屬基催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中按照摩爾比氯化鎳：鎳氰化鉀為2：1；去離子水為1～100mL。

3.根據權利要求1所述直接甲醇燃料電池陽極用過渡金屬基催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中靜置6～12h。

4.根據權利要求1所述直接甲醇燃料電池陽極用過渡金屬基催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中NaBH₄溶液濃度為0.1～2g/mL，用量為50～80mL。

5.根據權利要求1所述直接甲醇燃料電池陽極用過渡金屬基催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中Ni(OH)₂與氯鉑酸鉀的質量比為1:0.001～1，去離子水為100～500mL。

6.根據權利要求1所述直接甲醇燃料電池陽極用過渡金屬基催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中NaBH₄溶液濃度為0.01～10g/mL，用量為10～1000mL。

7.根據權利要求1所述直接甲醇燃料電池陽極用過渡金屬基催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中管式爐以1～5℃/min的升溫速率升溫至280～380℃。

8.權利要求1-7任一項所述制備方法制得的陽極催化劑，其特征在于，Pt/NiO復合納米材料為超薄片層結構，厚度為2.0～2.5nm；Pt納米結晶尺寸為2.6～3.0nm。

9.一種直接甲醇燃料電池，其特征在于，該燃料電池的陽極上涂覆有所述催化劑。