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公开(公告)号：CN118374002A
公开(公告)日：2024-07-23
申请号：CN202410528110.9
申请日：2024-04-29
申请人： 中国科学院长春应用化学研究所
摘要： 本发明涉及阴离子交换膜技术领域，尤其涉及一种侧链修饰聚联苯哌啶阴离子交换膜及其制备方法和应用。这种阴离子交换膜包括聚联苯哌啶、以及与所述聚联苯哌啶的侧链接枝的阳离子聚合物；所述阳离子聚合物由第一阳离子单体和第二阳离子单体通过自由基聚合反应制得；所述第一阳离子单体由隔离型卤代烯和具有叔胺的含氮杂环通过Menshutkin反应制得；所述第二阳离子单体为带有α‑烯烃和伯卤代烷烃的阳离子单体。本申请的阴离子交换膜不仅离子传导率高，同时能够基于阳离子聚合物的离子簇自聚集特性、通过调控阳离子聚合物的含量以调控微观相分离结构。
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公开(公告)号：CN116479298B
公开(公告)日：2024-07-12
申请号：CN202310443359.5
申请日：2023-04-24
申请人： 中国科学院长春应用化学研究所
摘要： 本发明涉及电化学催化领域，公开了一种钌‑非贵金属合金催化剂及其制备方法。本发明通过在钌中引入非贵金属与碳氮材料形成以氮掺杂碳材料为骨架载体的钌‑非贵金属合金催化剂，实现对钌表面电子结构的优化、晶格结构的优化、原子排布结构的优化，多方面共同作用大大改变Ru的氢吸附能，提高Ru催化HER的活性，并通过催化剂中各元素之间的相互作用，减少催化HER过程中的金属溶解。本发明得到的钌‑非贵金属合金催化剂催化效率高，稳定性好。本发明提供的的钌‑非贵金属合金催化剂可以作为Pt基电催化剂的替代品，且能用较少的钌用量实现较高的催化效能，成本低。
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公开(公告)号：CN118166393A
公开(公告)日：2024-06-11
申请号：CN202410305114.0
申请日：2024-03-18
申请人： 中国科学院长春应用化学研究所 , 三一氢能有限公司
IPC分类号： C25B11/091 , C25B11/052 , C25B9/23 , C25B1/04 , C01G33/00 , C01G23/053 , B82Y30/00 , B82Y40/00 , B22F9/24 , B22F1/054
摘要： 本发明公开了一种基于异质结构载体的铱催化剂及其制备方法和应用，通过简单的金属掺杂及热处理过程实现了异质载体的制备，其丰富的异质界面为铱纳米团簇的负载提供了大量的锚定位点，并利用异质界面对铱负载层生长的抑制作用制备了负载有极小粒径铱纳米团簇的负载型催化剂，提高了贵金属利用率。所制备的铌掺杂氧化钛负载铱催化剂在质子交换膜电解水制氢应用中，表现出了良好的催化活性与催化稳定性，使得催化剂可以在大电流密度和高电解电压下长期稳定运行。
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公开(公告)号：CN117638112A
公开(公告)日：2024-03-01
申请号：CN202311621821.2
申请日：2023-11-30
申请人： 中国科学院长春应用化学研究所
摘要： 本申请提供了一种Nd掺杂FeNC催化剂及其制备方法。所述催化剂包括由N掺杂C形成的有机金属框架化合物载体,以及负载在所述载体上的Nd和Fe，通过Nd原子4f层丰富的未充满轨道调控Fe位点的电子结构，降低Fe中心对氧还原中间体的吸附强度，优化决速步的自由能。合成的Nd掺杂FeNC催化剂氧还原活性更高且相比于传统FeNC催化剂，Nd的加入减少了催化剂的芬顿效应，氧气在催化剂表面发生氧气的两电子转移反应更少、四电子转移反应的比例更大，提升了反应效率，同时降低了过氧化氢产率，有助于提高催化剂耐久性。本申请提供的制备方法条件简单，选用的Nd、Fe元素价格低廉，相对于一次热解制备方法性能更高，有望成为有应用前景的燃料电池非贵金属催化剂。
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公开(公告)号：CN116858886A
公开(公告)日：2023-10-10
申请号：CN202210296164.8
申请日：2022-03-24
申请人： 中国科学院长春应用化学研究所
IPC分类号： G01N27/04 , C25B9/19 , C25B1/04 , G06F16/2458 , G06F18/2415
摘要： 本发明涉及一种SPE水电解膜电极阻抗一致性快速预判方法及装置，该方法包括：步骤1：获取电解电堆膜电极数据；步骤2：根据预设的检测模式对膜电极进行检测；步骤3：根据预设的数据分析模型，对数据进行分析，获得每一膜电极的异常数据，对每一膜电极的异常数据进行识别、标定；步骤4：根据预设的数据分析模型，对合理数据进行分析，对膜电极数据进行分类、标定。本发明的装置包括：数据获取模块、数据监测模块和数据分析模块。本发明通过获取电解电堆和膜电极数据，根据预设的三种检测模式对电堆和膜电极进行检测，能够较为准确地得到电堆和每片膜电极的固定频率阻抗、交流阻抗、极化曲线。
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公开(公告)号：CN116219491A
公开(公告)日：2023-06-06
申请号：CN202310322748.2
申请日：2023-03-29
申请人： 中国科学院长春应用化学研究所
IPC分类号： C25B11/093 , C25B11/031 , C25B9/19 , C25B1/04 , C01G55/00 , C01G23/08 , C01G33/00 , B82Y30/00
摘要： 本发明提供了一种质子交换膜水电解阳极催化剂、其制备方法及应用。所述阳极催化剂包括载体和负载在所述载体上的IrOx(1＜x≤2)和钝化层，所述载体包括金属氮化物、金属碳化物、金属单质和金属亚氧化物，所述钝化层为载体中的金属形成的氧化物。本发明通过对负载有单质铱的载体进行热处理，使得载体表面构筑一层致密的氧化物作为钝化层，可以有效抑制载体的不可控深度氧化，进而提升催化剂的整体运行稳定性。同时，负载在载体表面的单质铱被氧化为具有优异活性的IrOx相，保证了负载型低Ir催化剂具有类IrO2性能。所述阳极催化剂降低了贵金属Ir用量，同时具有优异的催化活性和稳定性。
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公开(公告)号：CN115939417A
公开(公告)日：2023-04-07
申请号：CN202310016285.7
申请日：2023-01-06
申请人： 中国科学院长春应用化学研究所
IPC分类号： H01M4/88 , H01M4/86 , H01M8/1004 , H01M4/92
摘要： 本发明提供了一种用于质子交换膜燃料电池的膜电极及其制备方法，属于膜电极制备领域，该方法将水、Nation溶液、氟化多壁碳纳米管添加剂、Pt/C催化剂和异丙醇混合后进行超声处理，得到阴极催化层浆料；另将水、Nafion溶液、Pt/C催化剂和异丙醇混合后进行超声处理，得到阳极催化层浆料；S2、通过超声喷涂，将所述阴极催化剂浆料和阳极催化剂浆料分别喷涂在质子交换膜的两侧，得到膜电极。通过本发明制备的膜电极，其阴极催化层离聚物的组装形态得到了调整，催化层的孔隙率得到了优化，增强了催化层的抗水淹性能，增大了氧气对铂位点的可及性，提高了铂基催化剂的利用率。
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公开(公告)号：CN114700073A
公开(公告)日：2022-07-05
申请号：CN202210054331.8
申请日：2022-01-18
申请人： 中国科学院长春应用化学研究所
IPC分类号： B01J23/46 , C25B1/04 , C25B11/04 , C25B11/091
摘要： 本发明提供了一种原子级分散的铱基复合材料的制备方法，包括以下步骤：A)将TiB2和表面活性剂分散于溶剂中，得到第一悬浊液；所述溶剂为高沸点且具有还原性的溶剂；B)将所述第一悬浊液与铱前驱体混合，得到第二悬浊液；C)将所述第二悬浊液进行回流反应，得到第三悬浊液；D)将所述第三悬浊液离心分离、洗涤后干燥，得到原子级分散的铱基复合材料。本发明提供铱基复合材料的制备方法简单，环境友好，适宜于大规模生产，并且Ti位点可实现原子级分散(单原子或者几个原子的小团簇)；同时，实验证明，采用本发明制备的铱基催化剂对水电解阳极析氧反应具有很高的活性和稳定性。
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公开(公告)号：CN114628691A
公开(公告)日：2022-06-14
申请号：CN202210310390.7
申请日：2022-03-28
申请人： 中国科学院长春应用化学研究所
摘要： 本发明提供一种水电解膜电极及其制备方法，属于膜电极制备技术领域。该方法将铱基催化剂与Nafion溶液混合后加入溶剂，搅拌至分散均匀，得到阳极催化剂浆料；将Pt/C催化剂、水、溶剂和Nafion混合后超声，分散均匀，得到阴极催化剂浆料；将阴极催化剂浆料和阳极催化剂浆料分别刮涂在聚四氟乙烯膜上，干燥分别得到阳极催化层及阴极催化层；最后将阳极催化层及阴极催化层通过热压机，先后转印到固体电解质膜两侧，得到水电解膜电极。该方法通过调节浆料浓度及粘度，优化了溶剂挥发速度，保证了刮涂过程中浆料能够均匀的铺展在基底材料上，降低了挥发过程中溶剂分子离去对催化层结构的影响，提高了膜电极催化层的均匀性及平整性。
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公开(公告)号：CN114540865A
公开(公告)日：2022-05-27
申请号：CN202210267729.X
申请日：2022-03-18
申请人： 中国科学院长春应用化学研究所
IPC分类号： C25B11/075 , C25B1/04 , C01G55/00
摘要： 本发明涉及一种用于水电解制氢的氧化铱催化剂的制备方法，属于电化学技术领域。本发明的制备方法采用快速的微波辅助制备超细铱颗粒的制备技术，以溶剂使用柠檬酸、乙二醇、丙三醇的复配方案，制备铱黑颗粒前驱体；接着使用超细铱黑颗粒，与载体有效负载后，再次进行热氧化；该方法能够有效解决热氧化法制备氧化铱受限于铱粉尺度的问题。使用本发明制备的氧化铱催化剂，组装基于质子交换膜的电解水膜装配体，使用水电解测试装置测试极化曲线得知，铱催化剂氧析出效率高，析氧过电位240～300mV，水电解池电解电压为1.88～2.05V@2A/cm2，80℃。
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