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公开(公告)号：CN104701549A
公开(公告)日：2015-06-10
申请号：CN201310656485.5
申请日：2013-12-06
Applicant: 中国科学院上海高等研究院
Abstract: 本发明提供一种无碳膜电极组件，所述无碳膜电极组件至少包括：阴极膜电极，至少包括多孔导电的阴极集流板、生长于所述阴极集流板表面的阴极有序纳米阵列、结合于所述阴极有序纳米阵列表面的阴极催化层；阳极膜电极，至少包括多孔导电的阳极集流板、生长于所述阳极集流板表面的阳极有序纳米阵列、结合于所述阳极有序纳米阵列表面的阳极催化层；用于传导质子的固体聚合物电解质膜。本发明通过所述有序纳米阵列作为催化层的载体，使催化剂利用率接近100%，大大提高了催化层性能；另一方面，由于整个膜电极内是无碳存在的，这样有助于彻底解决燃料电池中的碳腐蚀问题，从而大幅度提高电池的运行稳定性和寿命。
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公开(公告)号：CN103531826A
公开(公告)日：2014-01-22
申请号：CN201310524917.7
申请日：2013-10-30
Applicant: 中国科学院上海高等研究院
IPC: H01M4/88
CPC classification number: H01M4/8828 , H01M4/8896
Abstract: 本发明涉及电池制备领域，特别涉及一种基于牺牲模板法构建直接甲醇燃料电池纳米多孔结构膜电极的方法。本发明提供一种多孔膜电极的制备方法，包括如下步骤：将含MgO或ZnO纳米材料的碳粉浆液涂覆到支撑层上制成阴、阳极微孔层；将含MgO或ZnO纳米材料的催化剂浆液涂覆到微孔层上制备阴、阳极催化层；再将制备的阴、阳电极与Nafion膜热压成型形成MEA，充分酸溶、洗涤后得到纳米多孔结构膜电极。本发明利用MgO或ZnO等易溶于酸的纳米材料作为牺牲模板构建了直接甲醇燃料电池纳米多孔结构膜电极，其内部纳米微孔的大小形貌可通过氧化物模板的大小形貌进行调控；该方法简单易行，并且能使膜电极的电化学性能和稳定性得到明显提高。
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公开(公告)号：CN118147693A
公开(公告)日：2024-06-07
申请号：CN202410267453.4
申请日：2024-03-08
Applicant: 中国科学院上海高等研究院
IPC: C25B11/091 , C25B11/052 , C25B11/031 , C25B9/23 , C25B1/04 , B82Y20/00 , B82Y30/00
Abstract: 本发明提供一种高熵合金量子点催化剂、膜电极及其制备方法和应用，包括以下步骤：S1、将金属盐溶于多元醇，得混合溶液；S2、用惰性气体置换混合溶液中的空气，得前驱体溶液；S3、微波辐射对前驱体溶液热处理，经离心、洗涤、干燥，得高熵合金量子点；S4、将高熵合金量子点超声分散于多元醇中，形成单一分散液；S5、向单一分散液中加入碳载体并超声处理，经离心、洗涤、干燥，得到碳负载的高熵合金量子点催化剂。本发明实现超小粒径高熵合金量子点的合成，提升PtRu基电催化剂中Pt、Ru位点的反应动力学和催化效率，增加Pt、Ru原子附近的局域电子密度，削弱质子吸附强度，显著提升单个活性位点的催化效率。
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公开(公告)号：CN116926585A
公开(公告)日：2023-10-24
申请号：CN202210328358.1
申请日：2022-03-30
Applicant: 中国科学院上海高等研究院
Abstract: 本发明提供一种膜电极及其制备方法和应用，膜电极包括：质子交换膜，及位于所述质子交换膜至少一侧的第一催化层；第一催化层的微观结构包括若干呈有序化排布的纳米单元，以使第一催化层呈现为有序化纳米阵列，其中，纳米单元组分呈梯度化排布。本发明的梯度化有序纳米阵列第一催化层有效解决了传统无序结构催化层气液传质受阻、贵金属催化剂利用率低、膜与催化层界面电阻大及界面稳定性差的问题；本发明将带有AAO模板的第一催化层与质子交换膜热压，再将模板分离得到的膜电极保证了催化层中纳米阵列结构不坍塌，且在质子交换膜表面呈现垂直排布，有效解决了传统多孔催化层与质子交换膜热压时结构易于坍塌的问题。
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公开(公告)号：CN116137331A
公开(公告)日：2023-05-19
申请号：CN202111366837.4
申请日：2021-11-18
Applicant: 中国科学院上海高等研究院
Abstract: 本发明提供一种三维有序多孔氧还原催化剂及其制备方法、应用，所述制备方法包括以下步骤：1)将表面吸附有前驱体溶液的模板于含催化剂的反应介质中反应，得到负载有Fe掺杂ZIF‑8的模板；前驱体溶液中含有Zn2+、Fe3+、含氮有机配体和溶剂；2)将负载有Fe掺杂ZIF‑8的模板预碳化处理，并去除模板；3)碳化处理；4)酸处理、水蒸气活化后，得到三维有序多孔氧还原催化剂。本发明制得的催化剂具有三维有序大孔、介孔、微孔的分级多孔结构，具有较高的金属掺杂含量，较大的催化剂的活性位点密度，具有高效传质作用，可应用于质子交换膜燃料电池、阴离子交换膜燃料电池或金属‑空气电池的阴极催化剂，并表现出良好的活性和耐久性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115224294A
公开(公告)日：2022-10-21
申请号：CN202211000875.2
申请日：2022-08-19
Applicant: 中国科学院上海高等研究院
IPC: H01M4/92
Abstract: 本发明提供一种PtM金属间化合物催化剂、制备方法及应用，制备方法包括：S1、将Pt前驱体盐溶解于超纯水，加入含N分子配体，得第一溶液；S2、将过渡金属M的前驱体盐溶解于超纯水，加入EDTA四钠盐，得第二溶液；S3、将碳粉功能化处理后分散于超纯水中，得碳粉分散液；S4、将第一、第二溶液混合，超声分散后，再加入碳粉分散液，继续超声，得混合液；S5、将混合液冷冻干燥，得前驱体冻干粉；S6、将前驱体冻干粉在还原气氛下热处理，得粉末；S7、酸洗、水洗，真空烘干后研磨，得PtM金属间化合物催化剂。本发明中的催化剂表现出优越于Pt/C的ORR催化活性，质量比活性提升了接近4倍，且在耐久性方面同样表现突出。
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公开(公告)号：CN115094463A
公开(公告)日：2022-09-23
申请号：CN202110246662.7
申请日：2021-03-05
Applicant: 中国科学院上海高等研究院
IPC: C25B11/089 , C25B1/04 , B82Y30/00 , B82Y40/00
Abstract: 本发明属于电化学催化领域，具体涉及一种亚纳米合金材料及其制备方法和用途。本发明提供了一种亚纳米合金材料的制备方法，包括如下步骤：1)提供能与金属离子配位结合的复合材料；2)将所述复合材料与铂金属离子和钴金属离子接触在25℃～100℃下反应，对反应产物煅烧以碳化，得到所述亚纳米合金材料。本发明利用共价三嗪有机框架的一维孔道结构，高效制备获得尺寸在2nm～3nm的亚纳米合金材料，其在酸性电解水制氢上表现出过电位低、质量比活高、稳定性佳的优点。
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公开(公告)号：CN114763268A
公开(公告)日：2022-07-19
申请号：CN202110042726.1
申请日：2021-01-13
Applicant: 中国科学院上海高等研究院
IPC: C01G3/02 , B82Y40/00 , C25C1/12 , C25B1/34 , C25B3/26 , C25B3/03 , C25B3/07 , C25C7/02 , C25B11/077
Abstract: 本发明提供了一种片状纳米氧化铜及其制备方法和用途。片状纳米氧化铜的制备方法，包括如下步骤：铜盐前驱体溶于溶剂中，形成铜盐溶液；向所述铜盐溶液加入碱和催化剂进行催化反应，生产反应产物；将所述反应产物进行分离、提纯及干燥，获得片状纳米氧化铜。本发明制备的片状纳米氧化铜结构稳定，可用于解决高活性铜基催化剂难储存、易失活的困境，并能实现电催化CO2还原制备多碳产物和/或氯碱的工业化应用。
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公开(公告)号：CN110041480B
公开(公告)日：2022-01-28
申请号：CN201910349647.8
申请日：2019-04-28
Applicant: 中国科学院上海高等研究院
IPC: C08G8/28 , H01M8/1018 , H01M8/1041
Abstract: 本发明提供一种聚合物及其制备方法和在质子交换膜燃料电池中电极催化层的用途，所述聚合物为主链上至少一部分羰基被还原为羟基的磺化聚醚醚酮，其结构式如下：其中m≥0，n≥0，0.5≤m+n＜1。本发明中聚合物能够溶于低沸点溶剂，解决了芳烃类聚合物仅能溶于高沸点极性有机溶剂，导致在膜电极制备过程中催化层结构致密，水、气传质受阻，存在难以构建有效的三相反应界面的问题；在膜电极热压过程中，聚合物原位交联后形成交联结构的立体化树脂，在不破坏催化层结构的前提下解决了水溶性立体化树脂在电池使用过程中渗漏而难以应用的难题，同时提高了膜电极的化学稳定性。
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公开(公告)号：CN110041480A
公开(公告)日：2019-07-23
申请号：CN201910349647.8
申请日：2019-04-28
Applicant: 中国科学院上海高等研究院
IPC: C08G8/28 , H01M8/1018 , H01M8/1041
Abstract: 本发明提供一种聚合物及其制备方法和在质子交换膜燃料电池中电极催化层的用途，所述聚合物为主链上至少一部分羰基被还原为羟基的磺化聚醚醚酮，其结构式如下：其中m≥0，n≥0，0.5≤m+n＜1。本发明中聚合物能够溶于低沸点溶剂，解决了芳烃类聚合物仅能溶于高沸点极性有机溶剂，导致在膜电极制备过程中催化层结构致密，水、气传质受阻，存在难以构建有效的三相反应界面的问题；在膜电极热压过程中，聚合物原位交联后形成交联结构的立体化树脂，在不破坏催化层结构的前提下解决了水溶性立体化树脂在电池使用过程中渗漏而难以应用的难题，同时提高了膜电极的化学稳定性。
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