[发明专利]一种燃料电池用金属粒子-液态金属催化剂及制备方法有效
| 申请号： | 201711472368.8 | 申请日： | 2017-12-29 |
| 公开（公告）号： | CN108110261B | 公开（公告）日： | 2018-11-30 |
| 发明（设计）人： | 陈庆;曾军堂 | 申请（专利权）人： | 成都新柯力化工科技有限公司 |
| 主分类号： | H01M4/86 | 分类号： | H01M4/86;H01M4/88;H01M4/90 |
| 代理公司： | 暂无信息 | 代理人： | 暂无信息 |
| 地址： | 610091 四川省*** | 国省代码： | 四川;51 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 燃料电池 液态金属催化剂 金属粒子 催化剂 制备 复合金属粒子 纳米金属粒子 液态金属 质子交换膜燃料电池 燃料电池催化剂 阴极 铂催化剂 催化活性 电池性能 晶格界面 液体金属 传统的 低熔点 石墨烯 金属 暴露 替代 | ||
1.一种燃料电池用金属粒子-液态金属催化剂，其特征在于：该催化剂以石墨烯泡沫为载体，以复合金属粒子为填料，其中，复合金属粒子为将纳米金属粒子分散在熔融的液态金属中制备得到的，所述纳米金属粒子为锰、铁、钴、镍、铜、钯、银中至少一种，纳米金属粒子的粒径为10～500nm；液态金属由以下重量百分比的组分组成：铟5～25%、铋5～25%，其余为锡。
2.根据权利要求1所述的燃料电池用金属粒子-液态金属催化剂，其特征在于：所述石墨烯泡沫的孔径为10～500μm，孔隙率≥80%。
3.根据权利要求1所述的燃料电池用金属粒子-液态金属催化剂，其特征在于：所述液态金属由以下重量百分比的组分组成：铟15～23%、铋15～23%，其余为锡。
4.根据权利要求1所述的燃料电池用金属粒子-液态金属催化剂，其特征在于：所述纳米金属粒子的粒径为100～300nm。
5.权利要求1～4任一项所述的燃料电池用金属粒子-液态金属催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、将石墨烯泡沫清洗后，置于氧化试剂中反应1～3h，然后取出，洗净，再与带有正电荷的有机聚合物溶液反应0.5～2h，得到预处理后的石墨烯泡沫；
b、将金属锡升温熔融后，加入铟和铋混匀，保持温度为270～400℃，得到熔融的液态金属，然后加入纳米金属粒子，200～500rpm的转速下搅拌10～20min，得到熔融的复合金属；
c、将预处理后的石墨烯泡沫置于熔融的复合金属中，反应10～20min，取出，冷却，干燥，得到燃料电池用金属粒子-液态金属催化剂。
6.根据权利要求5所述的燃料电池用金属粒子-液态金属催化剂的制备方法，其特征在于：a步骤中，氧化试剂为硝酸、硫酸中的至少一种。
7.根据权利要求5或6所述的燃料电池用金属粒子-液态金属催化剂的制备方法，其特征在于：a步骤中，所述带有正电荷的有机聚合物为聚赖氨酸、多聚鸟氨酸、聚醚酰亚胺中的至少一种。
8.根据权利要求5所述的燃料电池用金属粒子-液态金属催化剂的制备方法，其特征在于：a步骤中，带有正电荷的有机聚合物溶液的浓度为0.05～5wt%。
9.根据权利要求5所述的燃料电池用金属粒子-液态金属催化剂的制备方法，其特征在于：b步骤中，保持温度为300℃，加入纳米金属粒子，400rpm的转速下搅拌15min，得到熔融的复合金属。
10.权利要求1～4任一项所述的燃料电池用金属粒子-液态金属催化剂在质子交换膜燃料电池阴极中的应用。
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