[發明專利]一種用于固態金屬燃料電池的三元納米氮化物材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202211712994.0
• 申請日: 2022-12-30
• 公開（公告）號: CN116130683A
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 班錦錦;胡俊華;雷紅紅;王瑞智;吳晨陽;崔宏宇
• 申請（專利權）人: 鄭州大學;鄭州佛光發電設備股份有限公司
• 主分類號: H01M4/90
• 分類號: H01M4/90;B82Y40/00;H01M12/08
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 楊海霞

1.一種用于固態金屬燃料電池的三元納米氮化物材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)前驅體Zn-ZIF在惰性氣氛下于800-1000?℃熱處理1-3?h，得到氮摻雜多孔碳材料NPC；

(2)?將金屬鐵鹽和金屬鈷鹽均勻溶于異丙醇中，獲得金屬鹽溶液，再將步驟(1)所得NPC分散在金屬鹽溶液中，經超聲、離心、真空干燥，得到黑色粉末；

(3)?將步驟?(2)?所得黑色粉末進行氮化-氨化兩步法熱處理，即得。

2.如權利要求1所述用于固態金屬燃料電池的三元納米氮化物材料的制備方法，其特征在于，步驟?(2)?中，NPC與金屬鐵鹽、金屬鈷鹽質量之和的比例為4-5:1。

3.如權利要求1所述用于固態金屬燃料電池的三元納米氮化物材料的制備方法，其特征在于，步驟?(2)?中，所述金屬鐵鹽為氯化鐵，所述金屬鈷鹽為六水合硝酸鈷。

4.如權利要求3所述用于固態金屬燃料電池的三元納米氮化物材料的制備方法，其特征在于，所述金屬鐵鹽和金屬鈷鹽的質量比為1:1-1.5。

5.如權利要求1所述用于固態金屬燃料電池的三元納米氮化物材料的制備方法，其特征在于，步驟?(3)?中，兩步法熱處理中，第一步升溫至800-1000?℃并保溫1-3?h進行氮化處理；第二步升溫至400-600?℃并保溫1-3?h進行氨化處理。

6.如權利要求1所述用于固態金屬燃料電池的三元納米氮化物材料的制備方法，其特征在于，步驟?(1)所述前驅體Zn-ZIF經下述步驟制備獲得：將鋅鹽甲醇溶液與苯并咪唑甲醇溶液混合攪拌反應2~8?h，靜置，經離心、干燥獲得產物Zn-ZIF；所述鋅鹽為Zn?(NO₃)₂??6H₂O，鋅鹽和苯并咪唑的摩爾比為1:?(4~6)。

7.采用權利要求1至6任一所述制備方法制備所得用于固態金屬燃料電池的三元納米氮化物材料。

8.權利要求7所述三元納米氮化物材料在可充柔性固態金屬燃料電池中的應用。

9.如權利要求8所述三元納米氮化物材料在可充柔性固態金屬燃料電池中的應用，其特征在于，將所述三元納米氮化物材料涂在碳布上作為空氣陰極，鋁箔為陽極，組裝可充柔性固態鋅空氣電池。