【CN109888303A】一种高催化活性直接碳燃料电池阳极材料催化性能改进方法【专利】
一种直接甲醇燃料电池阳极催化剂及其制备方法[发明专利]
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专利名称：一种直接甲醇燃料电池阳极催化剂及其制备方法专利类型：发明专利
发明人：鞠剑峰,鞠一逸,章琴,袁航,于亚楠,黄佩琳,冯芸英
申请号：CN201911410392.8
申请日：20191231
公开号：CN111129509B
公开日：
20220517
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明属于电池催化剂技术领域，公开了一种直接甲醇燃料电池阳极催化剂及其制备方法，包括：将钛板进行预处理，除去表面油污，获得粗糙的表面；将预处理后的钛板进行阳极氧化，去离子水洗涤并烘干，焙烧，得到TiO2纳米管/Ti；红磷进行热处理，除去表面的氧化物和杂质，冷却后研磨；将TiO2纳米管/Ti置于管式炉中，TiO2纳米管/Ti四周放置研磨后的红磷，向管式炉内通入氩气，升温然后再降温，进一步冷却后形成黑磷纳米层沉积在TiO2纳米管/Ti的表面，得到直接甲醇燃料电池阳极催化剂。
本发明得到的直接甲醇燃料电池阳极催化剂具有对甲醇较高的催化活性和抗CO毒化能力，且成本低。
申请人：南通大学
地址：226019 江苏省南通市啬园路9号
国籍：CN
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石墨烯用作直接甲醇燃料电池阳极催化剂载体
石墨烯用作直接甲醇燃料电池阳极催化剂载体朱艳霞;韩大量;黄成德【摘要】直接甲醇燃料电池(DMFC)阳极催化剂是决定电池性能、寿命和成本的关键材料之一。
近年来人们主要从提高催化剂活性和降低催化剂成本两个方面出发进行了大量的研究，有力地推动了直接甲醇燃料电池的发展。
石墨烯作为一种载体材料能够显著提高催化剂的催化活性和稳定性，引起了人们极大的兴趣。
介绍了近几年石墨烯在直接甲醇燃料电池阳极催化剂载体的进展，并对其在未来的应用进行了展望。
%Anode catalyst is one of the key materials determining the performance, longevity and cost of direct methanol fuel cell(DMFC). In recent years, extensive researches effectively promoting the development of DMFC are carried out, and these researches are mainly about two aspects:the activity improvement of catalyst and lowering the cost of catalyst. Graphene as a new carbon material can significantly improve the activity and stability of the catalyst. The research progress of modified graphene as anode catalyst of DMFC in recent years was reviewed and the application in the future was prospected.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】3页(P769-771)【关键词】DMFC;阳极催化剂;石墨烯【作者】朱艳霞;韩大量;黄成德【作者单位】天津大学化工学院，天津300072;天津大学化工学院，天津300072;天津大学化工学院，天津300072【正文语种】中文【中图分类】TM911直接甲醇燃料电池具有能量转化效率高，可靠性强，能量密度高，清洁，易启动，无噪音，低辐射，隐蔽性强，模块化结构，灵活方便，可水、电、热联供等优点，具有广泛的应用前景。
【CN109921044A】燃料电池阳极催化剂及其制备方法和质子交换膜燃料电池【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910221487.9(22)申请日 2019.03.22(71)申请人 南方科技大学地址 518055 广东省深圳市南山区西丽学苑大道1088号(72)发明人 邓成龙 冯其 李怡娴 赵志亮 张震 李辉 王海江 (74)专利代理机构 深圳中一专利商标事务所44237代理人 杜冠甫(51)Int.Cl.H01M 4/90(2006.01)H01M 4/92(2006.01)B82Y 30/00(2011.01)(54)发明名称燃料电池阳极催化剂及其制备方法和质子交换膜燃料电池(57)摘要本发明涉及燃料电池催化剂技术领域，具体提供一种燃料电池阳极催化剂及其制备方法和质子交换膜燃料电池。
所述燃料电池阳极催化剂为碳化钼@空心碳球、铂&碳化钼@空心碳球中的至少一种；其中，碳化钼@空心碳球表示空心碳球表面负载有碳化钼纳米颗粒；铂&碳化钼@空心碳球表示空心碳球表面同时负载有碳化钼纳米颗粒和铂纳米颗粒。
本发明的阳极催化剂，在降低铂的负载量的同时，还提高其催化活性、耐一氧化碳中毒特性以及催化稳定性，有利于促进质子交换膜燃料电池的大规模商业化应用。
权利要求书1页 说明书9页 附图6页CN 109921044 A 2019.06.21C N 109921044A权 利 要 求 书1/1页CN 109921044 A1.一种燃料电池阳极催化剂，其特征在于，所述燃料电池阳极催化剂为碳化钼@空心碳球、铂&碳化钼@空心碳球中的至少一种；其中，碳化钼@空心碳球表示空心碳球表面负载有碳化钼纳米颗粒；铂&碳化钼@空心碳球表示空心碳球表面同时负载有碳化钼纳米颗粒和铂纳米颗粒。
2.如权利要求1所述的燃料电池阳极催化剂，其特征在于，所述碳化钼@空心碳球中碳化钼纳米颗粒的负载量为10wt％～30wt％；所述铂&碳化钼@空心碳球中，铂纳米颗粒的负载量为1.0wt％～5.0wt％，碳化钼纳米颗粒的负载量为10wt％～30wt％。
直接甲醇燃料电池阳极催化剂的新体系:纳米TiO2-CNT-PtNi复合纳米催化剂
直接甲醇燃料电池阳极催化剂的新体系：纳米TiO2-CNT-PtNi复合纳米催化剂褚道葆;冯德香;张金花;林华水;胡维玲;田昭武【期刊名称】《化学学报》【年(卷),期】2005(063)022【摘要】采用电合成前驱体Ti(OEt)4直接水解法和电化学扫描电沉积法制备纳米TiO2-CNT-PtNi复合纳米催化剂.透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)测试结果表明,纳米PtNi合金粒子(平均粒径8 nm)均匀地分散在纳米TiO2-CNT复合膜的三维网络结构中.通过暂态电化学方法研究表明,复合纳米催化剂的电化学活性比表面积为90 m2/g,对甲醇氧化具有很高的电催化活性和稳定性,常温常压下甲醇氧化峰电位为0.67和0.44 V,当温度为60℃时,氧化峰电位负移至0.64和0.30V,氧化峰电流密度高达1.38Mcm2.复合纳米催化剂对甲醇电氧化的高催化活性和稳定性可归因于多元复合纳米组分的协同催化作用,这种作用导致CO在复合纳米催化剂上的弱吸附,从而避免了催化剂的中毒.【总页数】5页(P2027-2031)【作者】褚道葆;冯德香;张金花;林华水;胡维玲;田昭武【作者单位】安徽师范大学化学与材料科学学院,安徽省功能性分子固体重点实验室,芜湖,241000;安徽师范大学化学与材料科学学院,安徽省功能性分子固体重点实验室,芜湖,241000;安徽师范大学化学与材料科学学院,安徽省功能性分子固体重点实验室,芜湖,241000;厦门大学化学系,固体表面物理化学国家重点实验室,厦门,361005;厦门大学化学系,固体表面物理化学国家重点实验室,厦门,361005;厦门大学化学系,固体表面物理化学国家重点实验室,厦门,361005【正文语种】中文【中图分类】O6【相关文献】1.TiO2纳米材料在直接甲醇燃料电池阳极催化剂中应用的研究进展 [J], 蒋建婷;张文静;王蔚;徐娴;鞠剑峰2.碳纳米管担载PtSn阳极催化剂对乙醇的电催化氧化性能研究 [J], 赵新生;孙公权;姜鲁华;毛庆;辛勤;衣宝廉;杨少华3.Au，Pt 和Pd纳米线为阳极催化剂的直接葡萄糖燃料电池的比较研究 [J], 杨璐;张友明;张旖珈;邓文芳;谭月明;马铭;谢青季4.纳米碳纤维载铂作为质子交换膜燃料电池阳极催化剂 [J], 王喜照;符蓉;郑俊生;马建新5.用于直接甲醇燃料电池的高活性PtCo-CNT@TiO2复合纳米阳极催化剂 [J], 吕银荣; 孙维艳; 王峰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
直接碳燃料电池研究进展
直接碳燃料电池研究进展
胡雅琴
【期刊名称】《山西大同大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2011(000)003
【摘要】直接碳燃料电池是一种按电化学方式直接将碳的化学能转化成电能,而不经过燃烧过程的发电方法.对直接碳燃料电池的工作原理、性能影响因素进行了综述,并对它存在的问题和今后的研究方向做了探讨.
【总页数】4页(P37-40)
【作者】胡雅琴
【作者单位】山西大同大学化学与化工学院,山西大同037009
【正文语种】中文
【中图分类】TM911.4
【相关文献】
1.直接甲醇燃料电池碳载铂基电催化剂的研究进展 [J], 李庆刚;张新恩;刘硕;
2.直接碳燃料电池燃料的研究进展 [J], 刘国阳;张亚婷;蔡江涛;张晓欠;邱介山
3.基于氮掺杂纳米碳材料的直接甲醇燃料电池催化剂的研究进展 [J], 张文耀;汪信;
4.基于氮掺杂纳米碳材料的直接甲醇燃料电池催化剂的研究进展 [J], 张文耀;汪信
5.直接碳固体氧化物燃料电池研究进展:碳燃料和逆向Boudouard反应催化剂 [J], 吴玉玺;韩婷婷;解子恒;李琳;宋艳雯;梁加仓;张津津;于方永;杨乃涛
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直接甲醇燃料电池用复合阳极电催化剂[发明专利]
![直接甲醇燃料电池用复合阳极电催化剂[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/b9f5f55aa55177232f60ddccda38376bae1fe043.png)
[19]中华人民共和国国家知识产权局[12]发明专利申请公布说明书[11]公开号CN 101306365A [43]公开日2008年11月19日[21]申请号200810040148.2[22]申请日2008.07.03[21]申请号200810040148.2[71]申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号[72]发明人林茂财 余晴春 [74]专利代理机构上海交达专利事务所代理人王锡麟 王桂忠[51]Int.CI.B01J 23/63 (2006.01)H01M 4/92 (2006.01)权利要求书 1 页 说明书 5 页[54]发明名称直接甲醇燃料电池用复合阳极电催化剂[57]摘要本发明涉及一种直接甲醇燃料电池用阳极电催化剂，包含的各组分及重量百分含量为：Pt 20％－40％，M 1－X N X O 2－δ17.1％－34.2％，C 25.8％－62.9％，其中x为摩尔比，在0.02－0.08之间，M为Zr或者Ce，N为过渡金属或者碱土金属。
本发明催化剂中的助催化剂是改进的掺杂金属氧化物，比未掺杂的金属氧化物具有更强的双功能效应，甲醇氧化电流比常用的碳载铂或者未改进的同类复合催化剂高，提高了直接甲醇燃料电池阳极催化剂效率，且制备过程比简单，适合放大生产。
200810040148.2权 利 要 求 书第1/1页1、一种直接甲醇燃料电池阳极电催化剂，其特征在于，包含的各组分及重量百分含量为：Pt 20％-40％，M1-X N X O2 17.1％-34.2％，C 25.8％-62.9％，其中x为摩尔比，在0.02-0.08之间，M为Z r或者C e，N为过渡金属或者碱土金属。
2、根据权利要求1所述的直接甲醇燃料电池阳极电催化剂，其特征是，其组分以及重量百分比为：Pt 20％，M1-X N X O2 17.3％，C 62.7％，其中M为Ce，N为Sr，x取0.05。
3、根据权利要求1或2所述的直接甲醇燃料电池阳极电催化剂，其特征是，所述的Pt、M1-X N X O2，均为纳米级。
一种高活性燃料电池用双金属PtSnC催化剂及其制备与应用[发明专利]
专利名称：一种高活性燃料电池用双金属PtSn/C催化剂及其制备与应用
专利类型：发明专利
发明人：李巧霞,朱志强,刘峰,谢胜男,陈溢,李林科
申请号：CN202011484721.6
申请日：20201216
公开号：CN112599797B
公开日：
20220624
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种高活性燃料电池用双金属PtSn/C催化剂及其制备与应用。
制备方法具体包括以下步骤：(a)将Pt(acac)2和CTAB加入到油胺中并超声搅拌，后加入W(CO)6和SnCl2·2H2O形成反应体系进行加热反应，得到双金属PtSn材料；(b)待反应体系降至室温后，将步骤(a)得到的双金属PtSn洗涤后负载到活性炭上，再经后处理得到双金属PtSn/C催化剂。
与现有技术相比，本发明制得的催化剂具有高催化活性和良好的稳定性，可用作直接甲醇燃料电池阳极催化剂，制备过程简单。
申请人：上海电力大学
地址：200090 上海市杨浦区平凉路2103号
国籍：CN
代理机构：上海科盛知识产权代理有限公司
代理人：李新新
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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910159682.3
(22)申请日 2019.03.04
(71)申请人 北京理工大学
地址 100081 北京市海淀区中关村南大街5
号
(72)发明人 孙克宁 乔金硕 马敏剑 王振华
孙旺
(74)专利代理机构 北京理工正阳知识产权代理
事务所(普通合伙) 11639
代理人 邬晓楠
(51)Int.Cl.
H01M 4/88(2006.01)
H01M 4/90(2006.01)
(54)发明名称
一种高催化活性直接碳燃料电池阳极材料
催化性能改进方法
(57)摘要
本发明涉及一种高催化活性直接碳燃料电
池阳极材料催化性能改进方法，特别涉及一种具
有高稳定性和催化活性的直接碳燃料电池阳极
材料及其阳极形貌改进方法，来实现直接碳燃料
电池的高输出性能，属于清洁能源技术领域。
本
发明所合成的新材料(P r B a )0.95F e 2-x -
y Cu x Nb y O 5+δ(PBFCN )作为混合型直接碳固体氧
化物燃料电池阳极材料，其中，所述Cu含量x数值
为0.1～0.4，所述Nb含量y值为0.1～0.4。
通过水
滴模板法对电池的阳极形貌进行调控，提高催化
性能，大大提高了电池的输出性能，在800℃的工
作温度下，改进阳极形貌后的单体电池最大输出
功率可达790mW/cm 2，
性能提高近60％。
权利要求书1页 说明书5页 附图5页CN 109888303 A 2019.06.14
C N 109888303
A
权 利 要 求 书1/1页CN 109888303 A
1.一种高催化活性直接碳燃料电池阳极材料催化性能改进方法，其特征在于：具体步骤如下：
(1)配置水滴模板法的液相载体；
将苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三嵌段共聚物溶于氯仿中，配置成浓度为10～40mg/ml的溶液，并密封在避光处保存使共聚物的分子链充分展开；
(2)将PBFCN阳极材料加入到步骤(1)的溶液中混合均匀，所述PBFCN阳极材料的添加量为0.2～0.5g/ml，制得电极浆料；
(3)将步骤(2)制得的电极浆料滴加在LSGM(La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ)电解质上，烘干后再烧结，即得到形貌改进的直接碳燃料电池阳极催化层。
2.采用如权利要求1所述方法制备阳极来组装直接碳燃料电池，其特征在于：采用PBFCN作为阳极材料制备直接碳燃料SOFC阳极，以La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ为电解质，并以商业化的La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3(LSCF)作为阴极材料，通过丝网印刷的方式制成阴极，烧结后制得单体电池，以活性碳和碳酸盐混合物作为燃料，并向阳极侧通入10ml/min载气；所述活性碳与碳酸盐的质量比为1～4:1。
3.如权利要求2所述电池，其特征在于：所述PBFCN阳极材料，具体分子式为(PrBa)
Fe2-x-y Cu x Nb y O5+δ，所述Cu含量x数值为0.1～0.4，所述Nb含量y值为0.1～0.4。
0.95
4.如权利要求2所述电池，其特征在于：所述碳酸盐为碳酸锂、碳酸钾和碳酸钠中的一种物质或多种混合物；所述载气为N2、Ar、He、CO2或水蒸气中的一种。
5.如权利要求2所述电池，其特征在于：所述直接碳燃料电池的阴极层和阳极层中的任意一种或者两种的厚度为10～30μm。
6.如权利要求2所述电池，其特征在于：所述PBFCN阳极材料的制备方法包括：静电纺丝法、固相法、燃烧法、溶胶-凝胶法、水热法或溶剂热法。
7.采用溶胶-凝胶法制备如权利要求2或3所述PBFCN阳极材料的方法，其特征在于：具体步骤为：将金属盐和柠檬酸加入水中混合均匀；在60～90℃下水浴加热搅拌至凝胶态，在150～250℃下烘干得到前驱体，再将前驱体在空气氛围下950～1100℃焙烧6h得到PBFCN阳极材料，所述柠檬酸与金属盐的金属离子的摩尔比为1.5～2：1。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述金属盐为镨盐、钡盐、铁盐、铜盐和铌盐，其中金属离子的摩尔比为0.95:0.95:1.2～1.8:0.1～0.4:0.1～0.4。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：所述镨盐包括硝酸镨、乙酸镨或草酸镨；所述钡盐包括硝酸钡、乙酸钡或草酸钡；所述铁盐包括硝酸铁或草酸铁；所述铜盐包括硝酸铜、乙酸铜或草酸铜；所述铌盐为草酸铌。
2。