[發明專利]一種質子交換膜燃料電池抗反極催化層及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202210826295.2
• 申請日: 2022-07-13
• 公開（公告）號: CN115172766A
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 周江峰;曹天鵬;王智捷;張澤;高佳武
• 申請（專利權）人: 東風汽車集團股份有限公司
• 主分類號: H01M4/86
• 分類號: H01M4/86;H01M4/88;H01M4/92;H01M8/1004
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司 11570
• 代理人: 韋漢

1.一種質子交換膜燃料電池抗反極催化層，其特征在于，所述催化層的成分包括鉑碳催化劑、分散劑、離子聚合物溶液、水電解催化劑和添加劑，其中，所述添加劑用以包裹所述鉑碳催化劑的碳載體進而抑制反極過程催化層發生碳腐蝕反應。

2.根據權利要求1所述的質子交換膜燃料電池抗反極催化層，其特征在于，所述添加劑的質量為所述鉑碳催化劑的0.5％-2％。

3.根據權利要求1所述的質子交換膜燃料電池抗反極催化層，其特征在于，所述添加劑包括含氟丙烯酸酯聚合物。

4.根據權利要求1所述的質子交換膜燃料電池抗反極催化層，其特征在于，所述水電解催化劑包括含有銥單質的納米材料催化劑、含有釕單質的納米材料催化劑、含有銥的氧化物的納米材料催化劑、含有釕的氧化物的納米材料催化劑、含有銥的氫氧化物的納米材料催化劑和含有釕的氫氧化物的納米材料催化劑中的至少一種。

5.根據權利要求1所述的質子交換膜燃料電池抗反極催化層，其特征在于，所述水電解催化劑和所述鉑碳催化劑的質量比為1:10-1:1。

6.根據權利要求1所述的質子交換膜燃料電池抗反極催化層，其特征在于，所述離子聚合物和所述鉑碳催化劑的碳載體的質量比為0.5-1。

7.根據權利要求1所述的質子交換膜燃料電池抗反極催化層，其特征在于，所述鉑碳催化劑的碳載體包括乙炔黑、Vulcan XC-72、Black pearls、碳納米管和石墨烯粉末中的至少一種；和/或

所述分散劑包括乙醇、正丙醇、異丙醇、乙酸乙酯、正丁醇和六氟異丙醇中的一種；和/或

所述離子聚合物溶液為質量濃度為4％-6％的Nafion溶液。

8.一種如權利要求1至7中任意一項所述的質子交換膜燃料電池抗反極催化層的制備方法，其特征在于，所述方法包括：

把潤濕的鉑碳催化劑、離子聚合物溶液和添加劑混合分散于分散劑，得到第一漿料；

把水電解催化劑分散于分散劑，得到第二漿料；

將第一漿料和第二漿料涂覆于質子交換膜，得到催化層。

9.根據權利要求8所述的質子交換膜燃料電池抗反極催化層的制備方法，其特征在于，所述涂覆采用交替涂覆。

10.根據權利要求8所述的質子交換膜燃料電池抗反極催化層的制備方法，其特征在于，所述涂覆采用噴涂，所述噴涂為超聲波噴涂。

11.根據權利要求10所述的質子交換膜燃料電池抗反極催化層的制備方法，其特征在于，所述噴涂的料筒攪拌速度為110-150轉/min。

12.一種燃料電池，其特征在于，所述燃料電池包括催化層，所述催化層為權利要求1至7中任意一項所述的質子交換膜燃料電池抗反極催化層。