[发明专利]一种极薄燃料电池催化层及其制备方法在审
| 申请号： | 201811397280.9 | 申请日： | 2018-11-22 |
| 公开（公告）号： | CN109546159A | 公开（公告）日： | 2019-03-29 |
| 发明（设计）人： | 傅韬;凌云旸 | 申请（专利权）人： | 龙岩学院 |
| 主分类号： | H01M4/86 | 分类号： | H01M4/86;H01M4/92;H01M4/88 |
| 代理公司： | 北京彭丽芳知识产权代理有限公司 11407 | 代理人： | 彭丽芳 |
| 地址： | 364012*** | 国省代码： | 福建;35 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 催化层 制备 复合膜 燃料电池 质子交换膜 浸泡 大规模工业化生产 纳米催化剂 铂盐溶液 催化活性 可重复性 能源领域 碳纤维纸 铜盐溶液 贵金属 铂金属 还原剂 引发剂 热压 碳纸 转化 应用 | ||
1.一种极薄燃料电池催化层，其特征在于，所述催化层由质子交换膜、铜-铂金属纳米催化剂和碳纤维纸组成，厚度为60-160纳米；其中，所述质子交换膜为具有质子传导能力的含磺酸根的高分子聚合物膜；所述铜-铂金属纳米催化剂以化学键形式连结于质子交换膜上，其尺寸为55-150纳米，铜和铂的质量比为1：1-1：19，质量密度为0.02-0.20毫克每平方厘米。
2.一种根据权利要求1所述的极薄燃料电池催化层的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)将质子交换膜浸泡在浓度为0.001-2.000M的铜盐溶液中，静置0到48个小时后缓慢加入还原剂至其在溶液中的浓度为0.001-2.000M，然后缓慢加入反应引发剂至其在溶液中的浓度为0.001-2.000M，静置0到48个小时间后即可制得复合膜1；
(2)将步骤(1)中制备的复合膜1浸泡在铂盐溶液中，静置1-24小时即可制得复合膜2；
(3)将步骤(2)中制备的复合膜2与碳纤维纸进行热压即可制得所述极薄的燃料电池催化层。
3.根据权利要求2所述的极薄燃料电池催化层的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的质子交换膜为聚四氟乙烯和全氟-4-甲基-7-癸烯-硫酸的共聚物膜。
4.根据权利要求2所述的极薄燃料电池催化层的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的铜盐溶液所用的铜盐选自硫酸铜、硝酸铜或氯化铜中的一种，所述铜盐溶液的温度为40-100℃。
5.根据权利要求2所述的极薄燃料电池催化层的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的还原剂选自抗坏血酸、柠檬酸钠、亚硫酸钠或次磷酸钠中的一种；所述的反应引发剂选自氢化铝锂、硼氢化钠或次亚磷酸钠中的一种。
6.根据权利要求2所述的极薄燃料电池催化层的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的铂盐溶液所用的铂盐选自四氯合铂酸钾、硝酸铂、六氯合铂酸钾或氯铂酸其中的一种，铂盐溶液的温度为40-100℃。
7.根据权利要求2所述的极薄燃料电池催化层的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述的热压条件为：温度为60-120℃，样品所承受的压强为8-10MPa，时间为15-30秒。
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