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公开(公告)号：CN102088092B
公开(公告)日：2013-04-03
申请号：CN201110003442.8
申请日：2011-01-10
Applicant: 北京科技大学
IPC: H01M4/88
Abstract: 本发明公开了一种直接甲醇燃料电池用膜电极的制备方法，属于直接甲醇燃料电池高效膜电极组件结构和制造技术领域。采用控温超声喷涂工艺制备膜电极中的催化层，以实现催化层的三维网络结构，增加催化剂暴露于三相界面的活性位点数量，为气液传输提供通道，再以憎水处理的碳布为扩散层、Nafion膜为质子交换膜、Pt黑和PtRu黑为催化剂、丙醇为分散剂、Nafion溶液为催化层中粘结剂、PTFE膜或锡纸为转移介质，将催化层从转移介质转压到质子交换膜两侧，最后将扩散层热压到上面，形成的层状结合体即为膜电极。通过该方法制备的膜电极拥有三维网络结构，孔隙分布均匀，孔径集中，催化层活性面积明显增大，电池的输出功率密度显著提高。
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公开(公告)号：CN101562250A
公开(公告)日：2009-10-21
申请号：CN200910085170.3
申请日：2009-05-27
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 一种质子交换膜燃料电池阴极催化剂的制备方法，涉及到以Pt为基础的一元质子交换膜燃料电池阴极催化剂的制备，其特征在于：将碳纳米管负载Pt生成催化剂，通过调整前躯体的初始浓度、还原剂和前躯体的比例、还原剂和OH－的比例、前躯体的加入方式以及降低还原温度等制备出金属粒子高度分散的、纳米尺度的、大小均匀的Pt/CNTs阴极催化剂。本发明不需要将金属前躯体进行预处理，也不需要任何表面活性剂或其它保护剂，在低温下即可直接还原出催化剂，大幅度提高了催化剂对氧气的还原活性，从而提高了催化剂利用率，而且制备过程操作简便，所制备的产品还可以用于其它燃料电池阴、阳极催化剂，以及气体重整、有机物裂解、污染物治理等许多领域。
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公开(公告)号：CN101259410A
公开(公告)日：2008-09-10
申请号：CN200810104018.0
申请日：2008-04-14
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 本发明涉及直接甲醇燃料电池铂催化剂的制备，采用电沉积的方法，分两个阶段进行脉冲电沉积铂，即I阶段采用较大电流用于晶核形成，II阶段采用小电流用于晶核长大，通过改变施加的电信号就可以减小制得的催化剂的粒径，从而使形成的铂粒子更加分散，覆盖率更高，比表面积更大，进而降低了单位面积电极的铂担载量，提高了其利用率和活性，同时降低了催化剂的成本。应用该方法简单、可控。所制得的铂催化剂不仅可以应用于直接甲醇燃料电池，还可以应用于其它燃料电池催化剂。此外，该方法可以扩展应用到铂钌共沉积及其它多元金属共沉积。
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公开(公告)号：CN101259410B
公开(公告)日：2010-12-29
申请号：CN200810104018.0
申请日：2008-04-14
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 本发明涉及直接甲醇燃料电池铂催化剂的制备，采用电沉积的方法，分两个阶段进行脉冲电沉积铂，即I阶段采用较大电流用于晶核形成，II阶段采用小电流用于晶核长大，通过改变施加的电信号就可以减小制得的催化剂的粒径，从而使形成的铂粒子更加分散，覆盖率更高，比表面积更大，进而降低了单位面积电极的铂担载量，提高了其利用率和活性，同时降低了催化剂的成本。应用该方法简单、可控。所制得的铂催化剂不仅可以应用于直接甲醇燃料电池，还可以应用于其它燃料电池催化剂。此外，该方法可以扩展应用到铂钌共沉积及其它多元金属共沉积。
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公开(公告)号：CN102088092A
公开(公告)日：2011-06-08
申请号：CN201110003442.8
申请日：2011-01-10
Applicant: 北京科技大学
IPC: H01M4/88
Abstract: 本发明公开了一种直接甲醇燃料电池用膜电极的制备方法，属于直接甲醇燃料电池高效膜电极组件结构和制造技术领域。采用控温超声喷涂工艺制备膜电极中的催化层，以实现催化层的三维网络结构，增加催化剂暴露于三相界面的活性位点数量，为气液传输提供通道，再以憎水处理的碳布为扩散层、Nafion膜为质子交换膜、Pt黑和PtRu黑为催化剂、丙醇为分散剂、Nafion溶液为催化层中粘结剂、PTFE膜或锡纸为转移介质，将催化层从转移介质转压到质子交换膜两侧，最后将扩散层热压到上面，形成的层状结合体即为膜电极。通过该方法制备的膜电极拥有三维网络结构，孔隙分布均匀，孔径集中，催化层活性面积明显增大，电池的输出功率密度显著提高。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN101613482A
公开(公告)日：2009-12-30
申请号：CN200910089689.9
申请日：2009-07-28
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 一种降低甲醇渗透的非水合质子交换膜的制备方法，涉及燃料电池材料制备技术。本发明提出采用原位复合法实现非水合电解质与高分子聚合物基体材料的有机复合，将聚偏氟乙烯－六氟丙烯共聚物与溶剂丙酮+N－甲基吡咯烷酮混合均匀后加热，加入非水合质子电解质离子液体1－乙基－3－甲基咪唑鎓四氟硼酸盐，得到结构均匀、高电导率的非水合质子交换膜。本发明采用非水合质子电解质离子液体作为膜电解质，不仅提高了复合膜的使用温度，同时制备过程中采用混合溶剂法，只需加入另一种高沸点溶剂，在保持高电导率的情况下大大降低了成品复合膜甲醇的透过。
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公开(公告)号：CN100555723C
公开(公告)日：2009-10-28
申请号：CN200810112212.3
申请日：2008-05-21
Applicant: 北京科技大学
CPC classification number: Y02E60/523 , Y02P70/56
Abstract: 本发明公开了一种直接甲醇燃料电池膜电极的制备方法，属于直接甲醇燃料电池领域。所述的膜电极采用质子交换膜为电解质膜，阳极为铂钌碳催化剂，阴极为铂碳催化剂，由阳极侧的支撑层、微孔层、催化层、质子交换膜以及阴极侧的支撑层、微孔层、催化层共七层所组成。所述的膜电极的制备工艺包括末的制备与预处理、催化剂浆料的制备与催化层的制备、微孔层浆料的制备与微孔层的制备以及热压过程。本发明的优点在于：采用新工艺制备的微孔层和支撑层，具有较高的孔隙率，降低了膜电极的传质阻力，有利于改善微孔层或催化层与支撑层之间的界面，从而提高催化剂和反应物的三相接触面积，提高了电池的输出功率密度。
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公开(公告)号：CN101281971A
公开(公告)日：2008-10-08
申请号：CN200810112212.3
申请日：2008-05-21
Applicant: 北京科技大学
CPC classification number: Y02E60/523 , Y02P70/56
Abstract: 本发明公开了一种直接甲醇燃料电池膜电极的制备方法，属于直接甲醇燃料电池领域。所述的膜电极采用质子交换膜为电解质膜，阳极为铂钌碳催化剂，阴极为铂碳催化剂，由阳极侧的支撑层、微孔层、催化层、质子交换膜以及阴极侧的支撑层、微孔层、催化层共七层所组成。所述的膜电极的制备工艺包括膜的制备与预处理、催化剂浆料的制备与催化层的制备、微孔层浆料的制备与微孔层的制备以及热压过程。本发明的优点在于：采用新工艺制备的微孔层和支撑层，具有较高的孔隙率，降低了膜电极的传质阻力，有利于改善微孔层或催化层与支撑层之间的界面，从而提高催化剂和反应物的三相接触面积，提高了电池的输出功率密度。
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公开(公告)号：CN101562250B
公开(公告)日：2011-05-04
申请号：CN200910085170.3
申请日：2009-05-27
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 一种质子交换膜燃料电池阴极催化剂的制备方法，涉及到以Pt为基础的一元质子交换膜燃料电池阴极催化剂的制备，其特征在于：将碳纳米管负载Pt生成催化剂，通过调整前躯体的初始浓度、还原剂和前躯体的比例、还原剂和OH-的比例、前躯体的加入方式以及降低还原温度等制备出金属粒子高度分散的、纳米尺度的、大小均匀的Pt/CNTs阴极催化剂。本发明不需要将金属前躯体进行预处理，也不需要任何表面活性剂或其它保护剂，在低温下即可直接还原出催化剂，大幅度提高了催化剂对氧气的还原活性，从而提高了催化剂利用率，而且制备过程操作简便，所制备的产品还可以用于其它燃料电池阴、阳极催化剂，以及气体重整、有机物裂解、污染物治理等许多领域。
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公开(公告)号：CN101613482B
公开(公告)日：2011-04-20
申请号：CN200910089689.9
申请日：2009-07-28
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 一种降低甲醇渗透的非水合质子交换膜的制备方法，涉及燃料电池材料制备技术。本发明提出采用原位复合法实现非水合电解质与高分子聚合物基体材料的有机复合，将聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物与溶剂丙酮+N-甲基吡咯烷酮混合均匀后加热，加入非水合质子电解质离子液体1-乙基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐，得到结构均匀、高电导率的非水合质子交换膜。本发明采用非水合质子电解质离子液体作为膜电解质，不仅提高了复合膜的使用温度，同时制备过程中采用混合溶剂法，只需加入另一种高沸点溶剂，在保持高电导率的情况下大大降低了成品复合膜甲醇的透过。
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