本技术介绍了一种新型铂碳催化剂,通过原子层沉积技术在其表面包覆金属氧化物,实现对催化剂的修饰。该方法不仅提升了催化剂的性能,还拓展了其在工业领域的应用范围。
背景技术
质子交换膜燃料电池(PEMFC)作为高效能源转换装置,能将化学能直接转化为电能,且不受卡诺循环限制,具有高效、燃料来源广泛、环境友好等优点,被认为是最有前途的能量转换技术之一。目前催化活性最高、使用最广泛的质子交换膜燃料电池催化剂是Pt/C催化剂。
铂金属的价格昂贵,资源有限,为提高其利用率和降低用量,铂均以纳米级颗粒的形式高分散地担载在碳载体上,由于催化剂比表面能很高,催化剂与载体电子结构差异性比较大,它们之间只依靠弱相互作用黏附在一起,铂纳米粒子很容易在载体表面迁移、团聚长大,造成催化剂表面积降低,活性下降,进而导致燃料电池在实际的使用过程中性能逐渐下降,工作寿命缩短,可靠性下降。纳米碳黑因其大的比表面积、纳米级粒径、良好的导热性能、导电性能和吸附性能等特点,被广泛应用于催化剂载体领域。但是,纳米碳黑在燃料电池工作条件(阴极酸碱度PH<1,高电位0.6-1.2V,富氧环境,高温条件(50-90℃)下,碳载体容易发生电化学腐蚀,碳载体的腐蚀会造成铂颗粒与载体间的分离,使铂颗粒脱落,降低催化剂的耐久性。
现有专利CN118712404A公开一种Pt/TiO2
-C催化剂的制备方法,催化剂载体的抗腐蚀表现并不理想,同时,在专利CN114976078B中提出了质子交换膜燃料电池用铂炭催化剂及其制备方法,该技术中实施例1的电催化剂的电化学活性面积达到68.95m2
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,也有待提高。
实现思路